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por isabela muñoz 4 anos atrás

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Flujo laminar y turbulento de un fluido

El estudio del comportamiento de fluidos en movimiento se puede realizar mediante un equipo de laboratorio que incluye un tubo de vidrio horizontal de 10 mm de diámetro, diseñado específicamente para observar el flujo del agua en diferentes modos:

Flujo laminar y turbulento de un fluido

Flujo laminar y turbulento de un fluido

Descripción del trabajo de laboratorio

Objetivos
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
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.
-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 .
Descripción del proceso físico
Movimiento de fluidos

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

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

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

Orden del trabajo y procesamiento de datos experimentales
10

Se da una conclusión de los resultados del trabajo.

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

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.

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.

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.

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.

4.

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

3.

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

2.

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

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 .

Equipo de Laboratorio

Piezómetros
Para determinar las pérdidas de carga a lo largo de la longitud h1 .
Válvula de control
Regulación del flujo de agua
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
El agua se suministra al tanque de presión a través de la línea de suministro cuando se abre esta válvula.
Sitio de descarga de agua
Donde se mide el valor del flujo de agua
Tanque de medición y un cronómetro
Para medir el flujo de agua en el tubo de vidrio
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 presión
Tubo de vidrio horizontal
Tiene 10mm de diámetro
Está diseñado para estudiar el movimiento del agua en varios modos.