mECANICA DE fLUIDOS

1. TECSUP Mecánica de Fluidos
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MECÁNICA DE FLUIDOS
LABORATORIO N° 5
“DEMOSTRACION DEL NUMERO DE
REYNOLDS”
ALUNNO
Salinas López Angelo
III CICLO

2. TECSUP Mecánica de Fluidos
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NUMERO DE REYNOLDS
I. OBJETIVOS:
 Observar experimentalmente las condiciones en las cuales se produce el
escurrimiento de un líquido en el interior de una tubería.
 Obtención del Número de Reynolds en función del caudal.
 Comparar los resultados que se obtienen en la experiencia con los que se hallan
teóricamente.
II. FUNDAMENTO TEÓRICO:
La primera observación de los tipos de escurrimiento en el interior de una tubería fue
realizada por Osborne Reynolds, en el año 1874, mediante la utilización del equipo
mostrado en la Fig. 1.
Fig. 1. Equipo original del experimento deReynolds.
En este equipo él observó que la trayectoria del líquido, que se mueve en un ducto de
secciónconstante, (en nuestro caso agua) representada por un trazador constituido de un
colorante es de dos formas:
a. La trayectoria de la línea de corriente es completamente recta como se muestra en la
Fig. 2 (a). A este tipo de flujo se le denomina laminar y es aquél en el que el fluido se
mueve en capas o láminas, deslizándose suavemente unas sobre otras sin que se
produzca movimiento transversal. Cualquier tendencia hacia la inestabilidad se
amortigua por la acción de las fuerzas viscosas que se oponen al movimiento relativo
de las capas del fluido adyacentes entre sí.
b. La trayectoria es completamente errática, como se indica en la Fig.2 (b), donde existe
un intercambio transversal de movimiento. Este tipo de flujo se denomina turbulento.

3. TECSUP Mecánica de Fluidos
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(a) (b)
Laminar: Líneas paralelas que no se Turbulento: Líneas formando remolinos,
cruzan ni se bifurcan. La velocidad v es Éstas se cruzan y se bifurcan. La velocidadv
constante en cada punto con respecto
al
fluctúa en cada punto con respecto al
tiempot. Tiempot, entorno a un valor medio.
Fig. 2. Características físicas delflujo laminary turbulento.
En base a innumerables experimentos Osborne Reynolds concluyó que la relación entre
las fuerzas de inercia y las fuerzas viscosas determinan el tipo de flujo que se presenta,
es decir:
Posteriormente esa relación o parámetro fue conocido como número de Reynolds, así:
… 1
Donde, en el sistema métrico técnico:
El análisis de las unidades del parámetro o número de Reynolds indica que éste es
adimensional; es decir:
Reynolds, mediante experimentación, comprobó que cuando el comportamiento del flujo
es laminar el valor del parámetro es menor que 2000 y que cuando el comportamiento es
turbulento el valor del parámetro tiene un valor mayor que 4000, existiendo una zona de
transición, como paso de un tipo de régimen a otro, en la cual no se puede identificar con
exactitud el tipo de régimen. Esta zona es denominada de régimen crítico o de transición.
El esquema de instalación del equipo experimental se muestra en la Fig. 3

4. TECSUP Mecánica de Fluidos
4
Fig. 3. Esquema de instalación.
III. EQUIPOS,MATERIALES,REACTIVOS:
 Equipo de Reynolds.
 01 Probeta graduada.
 01 Vernier.
 01 Cronómetro.
 01 Termómetro.
 Tinta azul de metileno.
IV.PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:
Procedimiento para la puesta en marcha del equipo:
1. Se llena el tanque de alimentación de agua (1) manteniendo la válvula de control del
flujo (4) cerrada y dejándolo en reposo hasta que no exista ningún tipo de movimiento.
2. Se coloca una cantidad suficiente de colorante en el dispositivo para inyección de
colorante (2) que permita la realización de los experimentos, manteniendo la válvula
de control de colorante (3) cerrada.
3. Se abre lentamente la válvula del control de flujo (4) para permitir que fluya agua por
latubería transparente (5), ésta no debe cerrarse completamente durante larealización
de los experimentos ya que si se cierra completamente se tiñe con el colorante el agua
existente en el tanque (1).
4. Se abre la válvula de control de colorante (3) hasta que fluya una traza nítida y recta
a través de toda la tubería de vidrio (5), en caso contrario se modifica la abertura de
la válvula (3) hasta conseguirlo.
Observación del comportamiento del flujo:
Si la traza del colorante es una línea recta a través de toda la tubería indica que las
partículas se mueven en capas o láminas, deslizándose suavemente unas sobre otras en
forma recta y paralela. Este es el casode flujo laminar, y los cálculos deben mostrar valores
del número de Reynolds menores que 2000.
Si se continúa abriendo la válvula de control (4) la línea del colorante comienza a
oscilar lo cual ocurre para un valor del número de Reynolds crítico o de transición. En este
caso, los cálculos deben mostrar valores del número de Reynolds comprendidos entre
2000 y 4000.

5. TECSUP Mecánica de Fluidos
5
Para aberturas de la válvula (4) aún mayor, la traza de colorante, por ser una pequeña
cantidad en comparación con el flujo total de agua, se mezcla con ésta desapareciendo a la
vista. Este es el caso de flujo turbulento. Los cálculos deben mostrar valores del número de
Reynolds mayores que 4000.
Determinación del número de Reynolds:
Para la determinación del número de Reynolds mediante la utilización de la ec. 1 es
necesario medir, en el equipo experimental, el diámetro interno de la tubería, la viscosidad
cinemática del agua y la velocidad media del agua en el interior de la tubería.
 La determinación del diámetro interno de la tubería se realiza mediante la utilización
de un vernier disponible para tal fin.
 La viscosidad cinemática, ν, del agua depende de la temperatura T. Estos valores se
encuentran tabulados y graficados en el apéndice A, donde adicionalmente seexplica
cómo hacer la interpolación lineal.
 La determinación de la velocidad media del agua se realiza a partir del caudal o gasto
según se explica a continuación:
Por definición, se entiende como caudal o gasto Q, la cantidad o volumen de agua que
pasa por una determinada sección en la unidad de tiempo, lo cual queda expresado como:
Donde, en el sistema métrico técnico:
… 2
Q
: Caudal, m3/s
: Volumen, m3
t : Tiempo, s.
Por otra parte, la ecuaciónde la conservación de la masa o continuidad, expresa que:
Donde, en el sistema métrico técnico:
… 3
Q: Caudal, m3/s
: Velocidad media, m/s
A : Sección transversal tubería, m2.
El área de la tubería es: … 4
Procedimiento experimental:
En el presente caso, el diámetro de la tubería D, es fijo, la viscosidad cinemática ν, tiene un
valor que depende de latemperatura, la cual permanece constante durante la realización del
experimento. La variable es el caudal o gasto, el cual puede ser regulado mediante la válvula
de control del flujo (4).
Si secierra laválvula,el caudal disminuye y si se abre aumenta, lo que trae como consecuencia
un aumento o disminución de la velocidady,por lo tanto,del número de Reynolds.
Los pasos a seguir son los siguientes:
1. Colocar la válvula de control (4) de tal manera que la traza del colorante sea una línea
recta nítida, tomar las mediciones necesarias para calcular el número de Reynolds.

6. TECSUP Mecánica de Fluidos
6
2. Abrir un poco más la válvula de control (4) de tal manera que la traza del colorante
sea oscilante, tomar las mediciones necesarias para calcular elnúmero de Reynolds.
3. Continuar abriendo la válvula de control (4), de talmanera que la traza del colorante
desaparezca y tomar las mediciones necesarias para calcular el númerode Reynolds.
4. Repetir el procedimiento experimental por lo menos 10 veces.
Mediciones:
1. Medir con un vernier en una tubería de muestra, igual a la instalada en el equipo,
el diámetro interno de la misma.
2. Medir con el termómetro la temperatura del agua.
3. Considerar un volumen arbitrario y medir el tiempo necesario para almacenar
dicho volumen en la probeta.
Presentación de los resultados:
1. Calcular, en forma tabulada, el caudal, la velocidad y los números de Reynolds
para todos los casos.
2. Calcular en número de Reynolds crítico o de transición, promediando los valores
obtenidos en cada experimento.
3. Graficar Re vs. Q.
V. TRATAMIENTO DE DATOS:
20°C Viscosidadcinemática, m2
/s:𝟏.𝟎𝟐 𝒙 𝟏𝟎−𝟔 𝒎𝟐
⁄
Diámetro internode la tubería,m: 0.0283 Área tubería,m2
:𝟎.𝟎𝟎𝟎𝟔𝟑 𝒎𝟐
Temperatura del agua, °C: 𝒔
𝝁
𝒗 =
𝝆
𝒗 = 𝑣𝑖𝑠𝑐𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑐𝑖𝑛𝑒𝑚𝑎𝑡𝑖𝑐𝑎
𝝁 = 𝑣𝑜𝑠𝑐𝑜𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑖𝑛𝑎𝑚𝑖𝑐𝑎
𝝆 = 𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑
𝒗 =
𝝁
𝒗 =
𝝆
1.02 𝑥 10−3
𝑘𝑔
998 ⁄
𝑚
𝒗 = 𝟏. 𝟎𝟐 𝒙 𝟏𝟎−𝟔 𝒎𝟐
⁄𝒔
𝝅 𝒙 (𝒅)𝟐
𝑨 =
𝟒
𝐴 =
𝜋 𝑥 (0.0283)2
4
𝑨 = 𝟎. 𝟎𝟎𝟎𝟔𝟑 𝒎
𝟐
𝑳 = 329.98 𝑐𝑚
𝑳 = 3.2998 𝑚

7. TECSUP Mecánica de Fluidos
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Tabla 1 (válvula abierta 45°)
(1)
Medición
(2)
t
(seg)
(3)
V
(m3)
(4)
Q
(m3/s)
(5)
v
(m/s)
(6)
Re
(7)
Tipo de
flujo
1
52.6 0.017 0.00033 0.063 1744 Flujo
Laminar
Tabla 2 (válvula abierta 90°)
(1)
Medición
(2)
t
(seg)
(3)
V
(m3)
(4)
Q
(m3/s)
(5)
v
(m/s)
(6)
Re
(7)
Tipo de
flujo
1
19 0.017 0.00084 0.17 4707 F.turbulento
Flujo Laminar: ≤ 2000
Flujo Turbulento: ≥ 4000
𝜌𝑉𝐷
𝑹𝒆 =
𝑣
𝑹𝒆
= 𝑚
998
𝑘𝑔⁄ 3 𝑥 0.063𝑚⁄𝑠 + 0.0283 𝑚
1.02 𝑥 10−3
𝑹𝒆 = 1.74 𝑥 103 FlujoLaminar
𝜌𝑉𝐷
𝑹𝒆 =
𝑣
𝑹𝒆 = 𝑚
998
𝑘𝑔⁄ 3 𝑥 0.17𝑚⁄𝑠 + 0.0283 𝑚
1.02 𝑥 10−3
𝑹𝒆 = 𝟒.𝟕𝟏 𝒙 𝟏𝟎−𝟑 FlujoTurbulento

8. TECSUP Mecánica de Fluidos
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VI.CONCLUSIONES:
Se comprobó
Actividades
1. Discutir las razones por las cuales en instalaciones civiles (acueductos, oleoductos,
etc.) Es raro que se presente régimen laminar. Dar un ejemplo de instalaciones
industriales en las cuales se podría esperar régimen laminar.

9. TECSUP Mecánica de Fluidos
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VII. BIBLIOGRAFÍA:
7.1.- MOTT, Robert L.(2006),Mecánica de fluidos, 6ta. Ed. Pearson Educación, México.

10. TECSUP Mecánica de Fluidos
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TECNOLOGIA MECANICA ELECTRICA
Rúbrica
Resultado
c. Conducen pruebas, analizan e interpretan sus resultados, para evaluar y mejorar sistemas
electromecánicos.
e.- Trabaja eficazmente en equipo
Criterio de desempeño
:
c.2 Analizan e interpretan resultados de diversos sistemas emitiendo un diagnóstico para la
mejora del proceso.
e1.-Se desempeña en forma efectiva como integrante de un equipo técnico
e2.- Entrega informes y presenta proyectos como resultado de un trabajo en equipo
Curso: Mecánica de Fluidos Ciclo: V
Actividad: Laboratorio N°5: Numero de Reynolds Semana:
Nombre del
estudiante:
Sección: Docente: E. Jimeno C.
Observaciones Periodo: Fecha:
Documento de Evaluación
Hojade Trabajo X Archivoinformático
Informe Técnico X Planos
Caso Otros:
CRITERIOS DE EVALUACIÓN
a. Capacidades tecnológicas Excelente Bueno
Requiere
Mejora
No aceptable Puntaje Logrado
Criterio c2: Analizan e interpretan resultados de diversos sistemas emitiendo un diagnóstico para la mejora del proceso.
Calcula el número de Reynolds de un
determinado sistema.
4.0 3.0 2.0 1.0
Evalúan los factores que determinan si un flujo es
laminar y/o turbulento
4.0 3.0 2.0 1.0
Usa software de ingeniería para determinar el
Numero de Reynolds
4.0 3.0 2.0 1.0
Puntaje parcial Puntaje alcanzado 1
b.-Procedimiento y actitudes Excelente Bueno
Requiere
Mejora
No aceptable Puntaje Logrado
e1.- Se desempeña en forma efectiva como integrante de un equipo técnico
Trabaja en equipo, colaborando y dando
soluciones a problemas que se presentan
4.0 3.0 2.0 1.0
e2.- Entrega informes y presenta proyectos como resultado de un trabajo en equipo
Entrega informes de acuerdo a los criterios de
evaluación entregados
4.0 3.0 2.0 1.0
Puntaje Total Puntaje alcanzado 2

11. TECSUP Mecánica de Fluidos
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Comentarios al o los
alumnos:
(De llenado
obligatorio)
Leyenda Puntaje Descripción
Excelente 4.0
Completo entendimiento de los objetivos de la actividad. Desarrolla la
misma en forma completa y cumpliendo con todos sus requerimientos.
Bueno 3.0
Comprende los objetivos de la actividad. Desarrolla en forma completa
y cumpliendo con la mayoría de sus requerimientos en forma
aceptable.
Requiere Mejora 2.0
No ha entendido claramente los objetivos de la actividad. Desarrolla en
forma poco satisfactoria dejando de cumplir con alguno requerimiento.
No aceptable 1.0
No ha entendido los objetivos de la actividad. Desarrolla la misma en
forma insatisfactoria, dejando de cumplir con mayoría de
requerimientos.
PUNTAJE TOTAL 1 + 2

12. TECSUP Mecánica de Fluidos
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