informe numero de reynolds

1. Universidad Nacional de San Antonio Abad del Cusco
Facultad de Ingeniería Civil
AlumnosResponsables:
Castañeda ChirinosDicmer 110560
Gutiérrez Cahuana Raúl 113527
Gutiérrez Palomino Briam 110568
Huamán Molina VictorHugo 111838
Pareja MolinaEdwinSaul 100984
Taboada CallucoJefri José Albert 111124
Curso:
Mecánicade Fluidos I
Asistente de Prácticas:
Saul Pantia Huamán
Jefe de Prácticas:
Ing. Alcides AybarGaldós
Docente de Teoría:
Ing. Edwin Astete Samanez
2014 – II
5 Informe de Laboratorio:
“Número de Reynolds”

2. 5TO INFORME DE LABORATORIO 2014 - II
2014 - II 1

3. 5TO INFORME DE LABORATORIO 2014 - II
2014 - II 2
MARCO TEÓRICO:
FLUJO LAMINAR.
En el flujo laminar las partículas fluidas se mueven según la trayectorias paralelas
formando el conjunto de capas o laminas. Los módulos de velocidades de capa
adyacentes no tienen el mismo valor. El flujo laminar está gobernado por la ley que
relaciona la tensión cortante con la velocidad de deformación angular, es decir, la
tensión cortante es igual al producto de la viscosidad del flujo por el gradiente de las
velocidades o bien
La viscosidad del fluido es la magnitud física predominante y su
acción amortigua cualquier tendencia a la tubería.
FLUJO TURBULENTO.
En el flujo turbulento las partículas fluidas se mueven de forma desordenada en
todas las direcciones. Es imposible conocer la trayectoria de una partícula
individualmente.
NUMERO DE REYNOLDS.
El número de REYNOLDS (Re), que es un grupo adimensional, viene dado por el
cociente de la fuerzas de inercia por las fuerzas debidas a la viscosidad.

4. 5TO INFORME DE LABORATORIO 2014 - II
2014 - II 3
PROCEDIMIENTO:
Mediciones.
Realizamos las siguientes mediciones para hicimos 5 mediciones para cada caso variando
el caudal de flujo con los siguientes resultados:
Fig 1 Verificando conlatintalila que el flujoeslaminar. Fig2 Verificandoel flujoturbulentoconayuda
de la tintalila.
Fig 3 Con la ayudade la probetase midió el caudal para cada caudal
Teniendolossiguiqntesresultados
V(ml) t(s)
1 66 21.52
2 193 6.19
3 207 6.64
4 38 32.97
5 194 9.56

5. 5TO INFORME DE LABORATORIO 2014 - II
2014 - II 4
Observándose los siguientes regímenes para cada caso:
Régimen
1 Laminar
2 Transición
3 Turbulento
4 Laminar
5 Transición
Aparte también utilizamos los siguientes valores, recordemos que los valores de la temperatura del
agua fueron inicialmente 18.9°C y 19.7°C, por lo que podemos utilizar los valore estándares del
agua a 20°C , Recordemos que la viscosidad del agua es de 1002 μPa·sy su densidad media a esta
temperatura 100kg/m3
Diam tub(mm) 10
Densidad media(kg/m3) 1000
viscosidad agua (pas s) 0.001002
Cálculos.
Puesto que el número de Reynolds es un escalar es necesario que trabajemos en un solo sistema,
por lo que para este informe trabajaremos sólo con unidades del SI:
V(ml) t(s) V(m3) t(s) Q(m3/s)
1 66 21.52 6.600E-05 21.52 3.067E-06
2 193 6.19 1.930E-04 6.19 3.118E-05
3 207 6.64 2.070E-04 6.64 3.117E-05
4 38 32.97 3.800E-05 32.97 1.153E-06
5 194 9.56 1.940E-04 9.56 2.029E-05
Hallamos el caudal, con el siguiente criterio: Q = V/t
Para hallar la velocidad media que recorría el fluido en la tubería tomamos el Díametro interior
d= 10 mm  r = 5mm = 0.005 m
y el área transversal por el cual circula el fluido:
A = π r^2 = π(0.005)^2 = 7.85398E-05 m2
Y por la ecuación fundamental de la hidrodinámica Q = Av:
Velocidad(m/s)
1 3.905E-02
2 3.970E-01
3 3.969E-01
4 1.467E-02
5 2.584E-01
Hallaremos el número de Reynolds recordando el criterio antes observado:

6. 5TO INFORME DE LABORATORIO 2014 - II
2014 - II 5
Diam tub(m) 0.01
Densidad media(kg/m3) 1000
viscosidad agua (pas s) 0.001002
NRO REYNOLDS
1 389.7122574
2 3961.950608
3 3961.363204
4 146.4559589
5 2578.613397
Analizando observaciones experimentales con el criterio del nro de Reynolds (menor de 2000 es
considerado cómo laminar, mayor de 400 es turbulento y entre este intérvalo los llamamos de
transición).
NRO REYNOLDS experimental teórico
1 389.7122574 laminar laminar ok
2 3961.950608 transición transición ok
3 3961.363204 turbulento transición ojo
4 146.4559589 laminar laminar ok
5 2578.613397 transición transición ok
Nota: vemos que el régimen del tercer caso teóricamente se podría considerar de transición, pero
experimentalmente lo marcamos cómo turbulento, aunque el valor del número de Reynolds
sea Re=3961.363204 que es próximo a 4000 por lo que si puede ser considerado cómo
turbulento.

7. 5TO INFORME DE LABORATORIO 2014 - II
2014 - II 6
RESUMEN DEL INFORME:
a) Determinar el tipo de flujo para cada una de las válvulas:
Hicimos las siguientes mediciones experimentales:
b) Determinar analíticamente el régimen de cada flujo:
Hallamos los siguientes números de Reynolds:
NRO REYNOLDS
1 389.7122574
2 3961.950608
3 3961.363204
4 146.4559589
5 2578.613397
c) Comparar los cuadros a y b:
Comparando los resultados experimental y teórico tenemos:
Nota: vemos que el régimen del tercer caso teóricamente se podría considerar de transición, pero
experimentalmente lo marcamos cómo turbulento, aunque el valor del número de Reynolds
sea Re=3961.363204 que es próximo a 4000 por lo que si puede ser considerado cómo
turbulento.
V(ml) t(s) Régimen
1 66 21.52 Laminar
2 193 6.19 Transición
3 207 6.64 Turbulento
4 38 32.97 Laminar
5 194 9.56 Transición
NRO REYNOLDS experimental teórico
1 389.7122574 laminar laminar
2 3961.950608 transición transición
3 3961.363204 turbulento transición
4 146.4559589 laminar laminar
5 2578.613397 transición transición

8. 5TO INFORME DE LABORATORIO 2014 - II
2014 - II 7
GUÍA DE SINTESIS:
a) ¿Cuáles son la relación entre la velocidad y la clase del flujo?:
Vimos que principalmente dependen de:
 Velocidad del fluido
 Propiedades del fluido
 Presencia de cuerpos solidos
Asimismo vimos para el Régimen laminar:
 Bajas velocidades de fluido
 Transporte molecular ordenado: partículas dezplasandose en trayectorias paralelas.
Régimen de transición
Y de la misma forma para el régimen turbulento
 Altas velocidades de fluido
 Transporte molecular turbulento: partículas y porciones macroscópicas del fluido se
entremezclan al azar desplazándose en todas las direcciones.
 En un proceso de conducción especifico suelen coexistir las dos condiciones límites de flujo:
laminar y turbulento.
 Se introduce el concepto de subcapa laminar.

9. 5TO INFORME DE LABORATORIO 2014 - II
2014 - II 8
b) ¿Cómo se obtienen las diferentes clases de flujos (flujo laminar, flujo transicional,
flujo turbulento)?
Se obtiene de las siguientes formas:
Experimento de Reynolds para determinar el tipo de flujo de un fluido
Definición de la velocidad de un fluido
Velocidad media (V): definida en función del caudal volumétrico (Qv).
Medida experimental: 𝑉 =
𝑄𝑣
𝑆
𝑆 = 𝜋𝑟2 =
𝜋
4
∗ 𝐷2
Donde S=área de la sección transversal que atraviesa el fluido
Velocidad eficaz (Ve): definida en función de la energía cinética
𝐸𝑐 =
1
2
𝑚𝑉𝑒2 → 𝑉𝑒2 =
2 ∗ 𝐸𝑐
𝑚
c) ¿cómo influye la temperatura al realizar el experimento? ¿en qué valores influye?
La temperatura influye directamente en la naturaleza física del fluido ya que a mayor temperatura la
viscosidad disminuye, esto conllevaría a hacer variar la velocidad, el caudal y por ende el número
de Reynolds cambiaria

10. 5TO INFORME DE LABORATORIO 2014 - II
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OBSERVACIONES RECOMENDACIONES Y CONCLUSIONES:
a) OBSERVACIONES:
 El numero de Reynolds es una cuantificación de la entropía de un fluido.
 Será coherente sólo si usamos valores en el mismo sistema de unidades.
 El experimento solo es viable si la densidad del agua y la tinta son similares.
 El régimen de un fluido depende de su velocidad, la naturaleza del liquido y el espacio por el
que este pase.
 El fluido se torna caótico conforme también aumenta la presión que ejerce a la tubería.
 En un flujo turbulento las líneas de corriente se tornan caóticas, formando incluso pequeños
vórtices dentro de él.
 En un flujo laminar las corrientes de tinta forman líneas rectas.
b) RECOMENDACIONES:
 Sería interesante ver cómo interactúa la turbulencia en un vórtice de agua.
 Asimismo podríamos observar ríos y riachuelos para ver como varia el régimen de un fluido
en la naturaleza.
 Interactuar con fluidos a diversas temperaturas.
c) CONCLUSIONES:
 En la ingeniería el numero de Reynolds puede ser usado para determinar el esfuerzo que
soportará una tubería.
 El régimen de un fluido variará de acuerdo a los atributos del fluido, la velocidad de este y el
área transversal que atravesará.
 La viscosidad de un fluido newtoniano determina el campo de velocidades de un flujo
laminar.
BIBLIOGRAFIA
METCALF &EDDY,INC.Ingenieria de aguas residuales.Mc GrawHill.3ra edición (1995).
http://www.slideshare.net/ChicaAmbiental/practica-3-obtencion-del-numero-de-reynolds-docx1.
http://www.buenastareas.com/ensayos/Experimento-De-Reynolds/2248680.html.