Reporte 1
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Este documento presenta un informe sobre una práctica de laboratorio para medir el número de Reynolds en diferentes condiciones de flujo. El número de Reynolds es un número adimensional que caracteriza el movimiento de un fluido y distingue entre flujos laminares y turbulentos. La práctica utilizó un equipo de hidrodinámica para medir el gasto en dos tubos de PVC y calcular el número de Reynolds correspondiente. Los resultados mostraron que el número de Reynolds aumenta con el gasto, como se esperaba según la fórmula.
Reporte 1
- 1. INSTITUTO TECNOLÓGICO DE MEXICALI INGENIERÍA QUÍMICA LABORATORIO INTEGRAL I REPORTE PRÁCTICA #2 “ EXPERIMENTO DE REYNOLDS ” ACADÉMICO: NORMAN EDILBERTO RIVERA PAZOS FECHA DE ENTREGA: 13 DE FEBRERO DEL 2010 1
- 2. ÍNDICE 1.- Objetivos.......................................................................................................................3 2.- Fundamento teórico......................................................................................................3 Número de Reynolds Variables de las que depende Aplicaciones e importancia 3.- Diseño de la Práctica.....................................................................................................4 Variables y parámetros Equipo 4.- Conclusión....................................................................................................................5 5.- Referencias...................................................................................................................6 2
- 3. OBJETIVOS - Obtener mediciones del número de Reynolds para flujos en diferentes condiciones. - Determinar a partir del número de Reynolds obtenido si el flujo es laminar o turbulento. - Observar la importancia del número de Reynolds en el estudio de flujos en la ingeniería química. FUNDAMENTO TEÓRICO Número de Reynolds Es un número adimensional utilizado en mecánica de fluidos, diseño de reactores y fenómenos de transporte para caracterizar el movimiento de un fluido es la relación entre las fuerzas inerciales y las fuerzas viscosas. Un número de Reynolds crítico distingue entre los diferentes regímenes de flujo, tales como laminar (si es que es menor a 2100), o turbulento (si es mayor a 4000) en tuberías, en la capa límite, o alrededor de objetos sumergidos. El valor particular depende de la situación. Es un número adimensional que indica el grado de turbulencia de un fluido. ¿De qué variables depende? Las características que condicionan el flujo laminar dependen de las propiedades del líquido y de las dimensiones del flujo. Conforme aumenta el flujo másico aumenta las fuerzas del momento o inercia, las cuales son contrarrestadas por la por la fricción o fuerzas viscosas dentro del líquido que fluye. Cuando estas fuerzas opuestas alcanzan un cierto equilibrio se producen cambios en las características del flujo. En base a los experimentos realizados por Reynolds en 1874 se concluyó que las fuerzas del momento son función de la densidad, del diámetro de la tubería y de la velocidad media. Además, la fricción o fuerza viscosa depende de la viscosidad del líquido. Según dicho análisis, el Número de Reynolds se definió como la relación existente entre las fuerzas inerciales y las fuerzas viscosas (o de rozamiento). Donde V es velocidad promedio del fluido, Þ densidad, D diámetro del conducto, µ viscosidad dinámica del fluido a temperatura ambiente de 30°C que es de 8.03 E (-7). Aplicaciones e importancia Puede utilizarse para definir las características del flujo dentro de una tubería. El número de Reynolds proporciona una indicación de la pérdida de energía causada por efectos viscosos. Observando la ecuación anterior, cuando las fuerzas viscosas tienen un efecto dominante en
- 4. la pérdida de energía, el número de Reynolds es pequeño y el flujo se encuentra en el régimen laminar. 4 DISEÑO DE LA PRÁCTICA Variables y parámetros Así el número de Reynolds es un número adimensional que relaciona las propiedades físicas del fluido, su velocidad y la geometría del ducto por el que fluye y está dado por: Re = D·v·ρ /μ donde: Re = Número de Reynolds D = Diámetro del ducto ́ v = Velocidad promedio del líquido ρ = Densidad del líquido μ = Viscosidad del líquido ó Re= VD/μ Q= AV por lo tanto V= Q/A Re= QD/Aμ D= πD2/4 Re= 4Q/μπD Equipo Mesa de hidrodinámica del laboratorio de Química.
- 5. CONCLUSIÓN Después de llevar a cabo las mediciones de gasto en los dos tubos de PVC y haciendo uso de la información en relación al número de Reynolds así como de su utilidad para determinar si el flujo por una tubería es rugoso o laminar, puedo concluir que los resultados obtenidos fueron los esperados, ya que al graficar los datos de Q contra los valores del número de Reynolds se puede observar fácilmente que al ir aumentando Q, Reynolds aumenta también, lo cual es predecible ya que Q se encuentra en el numerador de la fórmula.