Instituto Tecnológico de Mexicali.

Carrera:

Ingeniería Química.

Materia:

Laboratorio Integral 1.

Profesor:

Norman Edilberto Rivera Pasos.

Trabajo:

Reporte de Practica de laboratorio.

“Obtención de Flujo Laminar y Turbulento.”

Mesa No. 2

Samuel Lepe de Alba.

Jazmín Lizeth Jiménez Nava.

Lizeth Ramírez Salgado.

Rosa Isela Román Salido.

Diana Alejandra Ríos Marín.

Oscar Astorga Araujo.

Belén Guadalupe Domínguez Moreno.

Jesús Manuel Auyon González.

Mexicali B.C., 10 de septiembre de 2015

Objetivo:

Determinar si un flujo es laminar o turbulento calculando el numero adimensional de Reynolds, y según su criterio para diferenciarlos.

Introducción:

Cuando entre dos partículas en movimiento existe gradiente de velocidad, o sea que una se mueve más rápido que la otra, se desarrollan fuerzas de fricción que actúan tangencialmente a las mismas.

Las fuerzas de fricción tratan de introducir rotación entre las partículas en movimiento, pero simultáneamente la viscosidad trata de impedir la rotación. Dependiendo del valor relativo de estas fuerzas se pueden producir diferentes estados de flujo.

Cuando el gradiente de velocidad es bajo, la fuerza de inercia es mayor que la de fricción, las partículas se desplazan pero no rotan, o lo hacen pero con muy poca energía, el resultado final es un movimiento en el cual las partículas siguen trayectorias definidas, y todas las partículas que pasan por un punto en el campo del flujo siguen la misma trayectoria. Este tipo de flujo fue identificado por Osborne Reynolds y se denomina “laminar”, queriendo significar con ello que las partículas se desplazan en forma de capas o láminas.

Al aumentar el gradiente de velocidad se incrementa la fricción entre partículas vecinas al fluido, y estas adquieren una energía de rotación apreciable, la viscosidad pierde su efecto, y debido a la rotación las partículas cambian de trayectoria. Al pasar de unas trayectorias a otras, las partículas chocan entre sí y cambian de rumbo en forma errática y a este tipo de flujo se le llama “turbulento”.

Marco teórico:

Flujo laminar.

Es uno de los dos tipos principales de flujo en fluido. Se llama flujo laminar o corriente laminar, al movimiento de un fluido cuando éste es ordenado, estratificado, suave. En un flujo laminar el fluido se mueve en láminas paralelas sin entremezclarse y cada partícula de fluido sigue una trayectoria suave, llamada línea de corriente.

El flujo laminar es típico de fluidos a velocidades bajas o viscosidades altas, mientras fluidos de viscosidad baja, velocidad alta o grandes caudales suelen ser turbulentos. El número de Reynolds es un parámetro adimensional importante en las ecuaciones que describen en qué condiciones el flujo será laminar o turbulento.

Flujo laminar.

Flujo turbulento:

En mecánica de fluidos, se llama flujo turbulento o corriente turbulenta al movimiento de un fluido que se da en forma caótica, en que las partículas se mueven desordenadamente y las trayectorias de las partículas se encuentran formando pequeños remolinos periódicos, (no coordinados).

Flujo turbulento.

Reactivos:

Agua. Tinta china.

Material:

2 jeringas de diferente tamaño (3 mL y 5 mL). 1 vaso de precipitados de 1L. 1 vaso de precipitados de 100 mL. 1 vaso de precipitados de 200 mL.

Procedimiento 1:

1. Llenar el vaso de precipitados de 1 litro hasta 900 mL.2. Colocar en la jeringa de 3 mL, 2 mL de tinta china.3. Colocar la jeringa dentro del vaso de precipitados de un litro.4. Llenar el vaso de precipitados de 100 mL y colocarlo encima de la jeringa

para que sirva como pesa y se vacié el contenido de la jeringa.5. Tomar el tiempo de vaciado y hacer los cálculos pertinentes.

Procedimiento 2:

1. Llenar el vaso de precipitados da 1 litro hasta 900 mL.2. Colocar en la jeringa de 5 mL, 3 mL de tinta china.3. Colocar la jeringa dentro del vaso de precipitados de un litro.4. Llenar el vaso de precipitados de 200 mL y colocarlo encima de la jeringa

para que sirva como pesa y se vacié el contenido de la jeringa.5. Tomar el tiempo de vaciado y hacer los cálculos pertinentes.

Cálculos y análisis de datos:

Se trabajó en una hoja de cálculo en Excel para facilitar los cálculos.

La densidad y la viscosidad se tomaron de tablas del libro de Robert Mott de Mecánica de fluidos. Se utilizaron los datos del agua, ya que la tinta contiene mucha agua.

Como no se encuentra valor para 28 0C se interpolo con una aplicación telefónica y nos dio el resultado de la densidad y la viscosidad dinámica.

Densidad.

Viscosidad dinámica.

Se obtuvo lo siguiente de la jeringa de 3 mL.

Y para la jeringa de 5 mL se obtuvo lo siguiente:

Se puede notar que el primer flujo es laminar ya que es menor de 2000, y el segundo es turbulento ya que según el criterio de Reynolds si es menor a 2000 es laminar y mayor a 4000 es turbulento.

Conclusiones:

Con los datos obtenidos y los cálculos se logró comprobar que si el área era disminuida el número de Reynolds seria laminar y si aumentaba seria turbulento.

Bibliografía:

Mecánica de fluidos Merle Potter 3ra edición.

Mecánica de fluidos Robert Mott 6ta edición.