Flujo laminar y turbulento de un fluido

Tubo de vidrio horizontal

Está diseñado para estudiar el movimiento del agua en varios
modos.

Tiene 10mm de diámetro

Tanque de presión

Recipiente con una solución

Se suministra abriendo la válvula a través del tubo hasta la sección transversal de entrada del
tubo de vidrio

Tanque de medición y un cronómetro

Para medir el flujo de agua en el tubo de vidrio

Sitio de
descarga de agua

Donde se mide el valor del flujo de agua

Válvula

El agua se suministra al tanque de presión a través de la línea de suministro cuando se abre esta válvula.

Dispositivo de desbordamiento

El tanque de presión está equipado con este dispositivo para mantener el nivel del agua a una elevación constante durante los experimentos.

Válvula de control

Regulación del flujo de agua

Piezómetros

Para determinar las pérdidas de carga a lo largo de la longitud h1 .

Orden del trabajo y procesamiento de datos experimentales

1.

Se abre la válvula de suministro de agua en la tubería de suministro y se llena el tanque de presión con
agua para que el dispositivo de rebose funcione .

2.

Se abre una válvula reguladora en el tubo de vidrio para que la velocidad del agua en él sea pequeña .

3.

Se abre el grifo del recipiente con el tinte y se enciende el flujo de la solución decolorada en el tubo de vidrio.

4.

Se mide el caudal de agua Q en el tubo, con un recipiente medidor y un cronómetro.

5.

Se tiene en cuenta la temperatura del agua especificada por el profesor y se registran los resultados de la medición en la tabla 1.

6.

Se aumenta la velocidad del movimiento del agua en el tubo de vidrio abriendo la válvula de control, pero de tal manera que se mantenga el chorro de color del fluido. Se Registran sus resultados en la tabla 1.

7.

Se hace un aumento adicional en la apertura de la válvula de control, se crea un modo turbulento en el tubo de vidrio, y se realiza el tercer y cuarto experimento como se describe anteriormente. Los resultados se registran en la tabla 1.

8.

Para completar la tabla 2, se hacen diez experimentos similares, aumentando la apertura de la válvula de control en el rango de 0 a 100% en cada experimento, de modo que 4-5 mediciones fueran
realizadas en modo laminar y 5-6 en modo turbulento.

9.

De acuerdo con los datos de la tabla 2, se construye el gráfico de lg hl = f(lg * vcr),y con el se determina la velocidad crítica Vcr, y a través de ella se determina
Re cr= Vcr*d/V ,así como los
grados mL, mT y los coeficientes de proporcionalidad BL y BT

10

Se da una conclusión de los resultados del trabajo.

Descripción del proceso físico

Movimiento de fluidos

Laminar

se observa a bajas velocidades

las corrientes de colores del
el líquido no se mezcla

no hay mezcla de partículas fluidas.

Recr(d)=2320=const

Turbulentos

Se observa a velocidades considerables

se caracteriza por
Mezcla intensa de partículas fluidas

La velocidad de flujo promedio a la que se produce un cambio en el modo de movimiento de un fluido.
se llama crítico Vcr

El valor de Vcr depende del tipo de fluido. caracterizado por la viscosidad dinámica 𝝻 y densidad ρ. y diámetro de tubería d

Recr(d)=2320=const

Recr(d)=(vcrρd)/(𝝻)=(vcr d)/v==2320=const (1)

R(d)=vd/v (2)

es un criterio que permite juzgar el modo de movimiento del fluido en un tubo con una ronda
sección transversal, sección completa de trabajo

el valor de v= 𝝻/ρ Con dimensiones en m^2/s.se llama coeficiente cinemático de viscosidad de un fluido

De lo anterior se deduce que para determinar el modo de movimiento de presión del
líquido en una tubería circular, es suficiente calcular el número de Reynolds mediante la fórmula (2)

El conocimiento del modo de movimiento del fluido es necesario para la estimación correcta.
de pérdidas de carga en cálculos hidráulicos

Objetivos

-Calcular mediante datos experimentales el número de Reynolds en modo laminar y turbulento, compararlos con el crítico, y asegurarse de que en el modo laminar Re < Recr , y en el modo turbulento Re > Recr .

Utilizando los datos experimentales,plotear la grafica
de lg h1 = f(lgv) y determinar la velocidad critica y con ella poder calcular el numero de Reynolds.

Confirmar con la ayuda del gráfico, que en el modo laminar la
pérdida de carga a lo largo de la longitud h es proporcional a la velocidad promedio en el primer grado