73384620 cuba de reynolds

8/12/2019 73384620 Cuba de Reynolds

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“AÑO DE LA UNIÓN NACIONAL

FRENTE A LAS CRISIS EXTERNA”

ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL

DE INGENIERÍA QUÍMICA

ASIGNATURA : Laboratorio de Operaciones Unitarias

TEMA : Cuba de Reynolds

DOCENTE : Ing. Jiménez Escobedo Manuel

CICLO : II

ALUMNO : J!M!"C! !"#O"IO$ Edgar Martin.

HUACHO – PERÚ



Cuba de

Laboratorio de Operaciones Página

Cuba deReynolds

ÍNDICE

Í NDICE ....................................................................................................................................................2

Resuen ................................................................................................................................................!

"E#$ .....................................................................................................................................................!

Introducci%n .......................................................................................................................................!

$ntecedentes............................... .......................................................................................................!

&undaento "e%rico...........................................................................................................................!

N'#ERO DE RE(NOLD)* &UER+$) INERCI$LE) ( ,I)CO)$)- R/I#EN P$R$&LU0O) IN"ERNO) (E1"ERNO).......................................................................................................................................

&LU0O L$#IN$R- "R$N)ICION$L ( "UR3ULEN"O.............................................................................4

&UER+$) 5IDRO)"6"IC$) )O3RE )UPER&ICIE)PL$N$)....................................................................7

)ecci%n E8per ient al........................................................................................................................ 9:

E;uipo y #aterialesEpleados..................................................................................................... 9:

#etodolog<a E8per iental............................................................................................................ 9:

"abulaci%n de Datos E8perientales Recolectados

........................................................................ 99Result ados..............................................................................................................

.......................... 9!

Cálculos en el Punto 2................................................................................................................... 9!

Cálculos en el Punto 9................................................................................................................... 9!

Correlaciones en el Punto 2........................................................................................................... 9!

Correlaciones en el Punto 9

........................................................................................................... 9=

Calculo de las &uer>as 5idrostáticas ;ue soporta la Cuba de Reynolds con susrespecti?os Centros de



Cuba de


Pr esi%n.......................................................................................................................................... 9@

$nálisis y Discusi%n de Result ados..................................................................................................... 9A

Conclusiones..................................................................................................................................... 9A

Recoendaciones ............................................................................................................................. 94

Noenclat ur a................................................................................................................................... 94

ReBerencias 3ibliográBicas................................................................................................................. 94

$pndice ............................... ............................................................................................................... 97

Eeplo de Cálculos.......................................................................................................................... 97

Diáetro interno del cao coo Bunci%n del porcentae de abertura............................................. 97

Para calcular los datos en el punto 2*............................................................................................ 97

Para calcular los datos en el punto 9*............................................................................................ 97

Deducci%n de Ecuaciones.................................................................................................................. 2:




Cuba de

Diáetro interno del cao coo Bunci%n del porcentae de abertura............................................. 2:

Para calcular los datos en el punto 2*............................................................................................ 2:

Para calcular los datos en el punto 9*

............................................................................................ 29

Ecuaci%n para Fallar el nGero de Reynolds para secci%ncir cular*................................................. 22

Ecuaciones de las corr elaciones*.................................................................................................... 22

Para calcular la Buer>a de presi%n en la pared de la cuba y los centros de presiones ....................... 2!

"ablas adicionales- gráBicos y Biguras ?arias...................................................................................... 2

/raBicas del punto 2...................................................................................................................... 2

/raBicas del punto 9...................................................................................................................... 2@

Cuestionario ..................................................................................................................................... 24

Resumen

El siguiente e8periento sobre la cuba de Reynolds- Bue reali>ado para la?isuali>aci%n y calculo de Bluos en diBerentes reg<enes- diBerenciando elBluo lainar HBluo ordenado- lento del B luo turbulento HBluo desordenado-rápido. )e obtienen ?alores para el nGero adiensional de Reynoldsutili>ado en ecánica de Bluidos- diseo de reactores y Ben%enos detransporte par a caracteri>ar el o?iiento de un B luido.

)egGn lo obser?ado pudios presenciar un Bluido lainar cuando lalla?e regulable estaba abierto Fasta un =: J- luego un Bluo de transici%nen un @: y 4: J de abertura- esto Bue segGn todo obser?ado- puescalculando con datos e8perientales cuando la lla?e se encuentr a abierto

en un @:J este toda?<a se encuentra en rgien lainar. )egGn loscálculos en estee8periento no se presento un rgient ur bulento.

TEMA

Introducción

$ continuaci%n se deterinará la naturale>a de un Bluo dado para un Bluidoincopr esible calculando su nGero de Reynolds y as< coprobar si losresultados te%ricos concuerdan con los e8per ientales.

Antecedentes




Cuba deReynolds H94A estudi% las caracter<sticas de Bluo de los Bluidos inyectandoun tra>ador dentr o de un l<;uido ;ue Blu<a por una tuber<a. $ ?elocidadesbaas del l<;uido- el tra>ador se ue?e linealente en la direcci%n a8ial. )inebargo a ayores ?elocidades- las l<neas del Bluo del Bluido sedesorgani>an y el tra>ador se dispersa rápidaente despus de suinyecci%n en el l<;uido. El Bluo lineal se denoina Lainar y el Bluoerrático obtenido a ayores ?elocidades del l<;uido se denoina

"ur bulent o

Fundamento Teórico




Cuba dede la ?iscosidad- es necesario eercer una Buer>a para obligar a una capa deBluido a desli>ar sobre otr a.En la Bigura- se representa un Bluido coprendido entre una láinainBerior Bia y una láina superior %? il.




Cuba de

La capa de Bluido en contacto con la láina %?il tiene la isa ?elocidad;ue ella- ientr as ;ue la adyacente a la pared Bia está en reposo. La?elocidad de las distintas capas int eredias auenta uniBoreente entreabas láinas tal coo sugieren las BlecFas. Un Bluo de este tipo sedenoina lainar .

Coo consecuencia de este o?iiento- una porci%n de l<;uido ;ue en undeterinado inst ante tiene la Bora $3CD- al cabo de un cierto tiepo se

deBorará y se transBorará en la por ci%n $3CDN .

)ean dos capas de Bluido de área ) ;ue distan d8 y entre las cuales

e8iste una diBerencia de ?elocidad d?.

La Buer>a por unidad de área;ue Fay ;ue aplicar

es proporcional al

gradiente de ?elocidad. Laconstante de proporcionalidad sedenoina? iscosidad.

En el caso particular- de ;ue la ?elocidad auente uniBoreente- coo seindic% en la priera

Bigura- la e8presi%n anterior tabin se escribe*

En la Bigura- se representan dos eeplos de o?iiento de un Bluido a lolargo de una t uber < a Fori>ontal alientada por un dep%sito grande ;uecontiene l<;uido a ni?el constante. Cuando el tubo Fori>ontal está cerradotodos los tubos anotricos dispuestos a lo largo de la tuber < a arcan la

isa presi%n pp:ρ gF. $l abrir el tubo de salida los an%etros

registran distinta presi%n segGn sea el tipo de B luido.

FLIDOSIDEAL:

Un Bluido ideal HBigura de la i>;uierda sale por la tuber<a con una

?elocidad- - de acuerdo con el teorea de "orricelli. "oda laenerg<a potencial disponible Hdebido a la altura F se tr ansBor a en




Cuba deenerg<a cintica. $plicando la ecuaci%n de 3ernoulli podeos Bácilentecoprobar ;ue la altura del l<;uido en los an%etros debe ser cero.




Cuba de

FLIDOS" ISCOSOSEn un Bluido ?iscoso HBigura de la derecFa el balance de energ<a es uy diBerente. $l abrir el e8treo del tubo- sale Bluido con una ?elocidadbastante ás pe;uea. Los tubos anot ricos arcan alturasdecrecientes- inBorándonos de las prdidas de energ<a por ro>aiento? iscoso. En la salida- una parte de la energ<a potencial ;ue tiene cual;uier

eleento de Bluido al iniciar el o?iiento se Fa transBorado <ntegraenteen calor. El FecFo de ;ue los an%et r os ar;uen presionessucesi?aente decrecientes nos indica ;ue la prdida de energ<a en Bor ade calor es uniBore a lo largo del t ubo

,iscosidad de algunosl< ;uidos*

TABLA Nº 0: VISCOSIDAD DE LÍQUIDOS

L) *ui + ,-./0

1 234ms5

ceite der i ci no

92:

A2u :.9: A6co+o6 et )6i co :.92

%6i cer i na 9!7.Mercur i o :.9=

LEY DE&OISEILLE:

Considereos aFora un Bluido ?iscoso ;ue circula en rgien lainar por una tuber<a de r adio interior R- y de longitud L- bao la acci%n de una

Buer>a debida a la diBerencia de pr esi%n e8istente en los e8treos delt ubo.




Cuba de




Cuba de

)ustituyendo & en la B%rula H9 y teniendo en cuenta ;ue el área $ de lacapa es aFora el ár ea lateral de un cilindro de longitud L y radio r.

El signo negati?o se debe a ;ue ? disinuye al auentar r.

&ERFIL DE "ELOCIDADESIntegrando esta ecuaci%n- obteneos el perBil de ?elocidades en Bunci%n dela distancia r adial- al ee del tubo. )e Fa de tener en cuenta ;ue la ?elocidaden las paredes del tubo rR es nula.

Que es la ecuaci%n de una par ábola.

El Bluo tiene por tanto un perBil de ?elocidades parab%lico- siendo la?elocidad á8ia en el centro del t ubo.

R$%IMEN &ARA FL'OSINTERNOS




Cuba de




Cuba de

FER!AS ;IDROST<TICAS SO7RE S&ERFICIES &LANAS

&RESIN DE NFLIDODe acuerdo con la ley de pascal- es un punto- un Bluido en reposo generacierta presi%n p ;ue es la isa en todas direcciones. La agnitud de p-

edida coo una Buer>a por área unitaria- depende del peso especiSco T ode la densidad de asa p del Bluido y de la proBundidad > del

punto desde la superBicie del Bluido. La relaci%n puede ser e8presadaateáticaente coo

Donde g es la aceleraci%n debida a la gra?edad. La ecuaci%n anterior es?álida solo para B luidos ;ue se suponen incopresibles- lo cual es el casode la ayor<a de los l< ;uido s. Los gases son Bluidos copresibles- y puesto;ue sus densidades cabian considerableente con la presi%n y lateperatura- la ecuaci%n encionada no puede ser usada.

Los uros de contenci%n ;ue se uestra en la siguiente se aniBiestan loseeplos t<picos de paredes rectangulares e8puestas a una presi%n ;ue?ar<a desde cero- en la superBicie del B luido- Fasta un á8io- en la parteinBerior de la pared. La Buer>a debida a la presi%n de Bluido tiende a tirar la pared o a roperla- en el sitio ;ue está Bia en el Bondo.

La Buer>a real se distribuye sobre toda la superBicie de la pared pero- paraBines de análisis- es con?eniente deterinar la Buer>a resultante y el sitio en

el cual actGa- conocido coo centro de presi%n. Esto es- si la Buer>aentera estu?iera concentrada en un solo punto en ;u lugar estar<adicFo punto y cuál ser<a la agnitud de tal Buer>aV




Cuba deEn la Bigura anterior se uestra la distribuci%n de presi%n sobre el uro decontenci%n ?er tical.Coo se indic% en la ecuaci%n Wp- la presi%n ?ar<a linealente Hcoo unal<nea recta con




Cuba de

respecto de la proBundidad en el Bluido. La longitud de las BlecFas punteadas representa la agnitud de la presi%n en diBerentes puntos sobrela pared. Debido a esta ?ariaci%n lineal en la

presi%n- la Buer>a resultante total puede ser calculada con la ecuaci%n.

En la ;ue es la presi%n proedio y $ es el área total del uro. Pero la presi%n pr oedio

es la ;ue se encuentra en la parte edia del uro y puede calcularseediante la ecuaci%n*

En la ;ue d es la proBundidad total del B luido.

Por lo tanto- teneos*

En la ;ue*T peso espec<Sco del B luidod proBundidad total del B luido $ área total de la par ed

SecciónE=>erimenta6

E*ui>o ? Materia6esEm>6eados

Una cuba de Reynolds- de ?idrio- y e;uipada con tubo de ?idrio yaccesorios. E;uipo inyector de colorante- con tinte apr opiado.

&uente de agua lipia.

Probeta gr aduada.

Cron%et r o.

"er%et r o.

Recientes de plástico H?arios.

Metodo6o2)aE=>erimenta6

9. Estudie la ubicaci%n de todas las ?ál?ulas 4 se sugiere establecer cooescala de abertur a*

!:- :- =:- @:- 4:- 9::J- y Bailiar<cese con la operaci%n del e;u i po.

2. Coience abriendo la ?ál?ula ,X9 y llene la cuba con agua- Fastaalcan>ar una altura 5 ;ue debe antener constante durante el trabaoe8perienta Hdeterinada en Bunci%n de las diensiones de la cuba y la

resistencia ;ue sta pueda oB r ecer.

!. $bra parcialente la ?ál?ula ,X2- en coordinaci%n con la ?ál?ula ,X9- la Binalidad es antener la altura 5 constante del agua en la cuba.




Cuba deEstablecido el rgien de Bluo- ida la teperatura del Bluido- y unnGero adecuado de datos de caudal.

. Regule la ?ál?ula ,X!- de inyecci%n del tinte- y obser?e la naturale>acualitati?a de la l< nea coloreada de Bluo en el tubo de ?idrio- deber egistr arlo.



ATOS DEL T7O# &NTO -:


Cuba de

=. Repita el procediiento- desde la abertura de la ?ál?ula ,X2- para cadauna de las escalas de abertura establecidas de la ?ál?ula ,X2. "erinadoel trabao e8periental- cierre todas las ?ál?ulas- y realice una lipie>ageneral de todo el e;ui po.

Ta9u6ación de Datos E=>erimenta6es Reco6ectadosDimensiones de 6a Cu9a

a5 DIMENSIONES FÍSICAS# INTERNAS Y E(TERNAS:

9:: cH74.4 c

5 2c

!:c

H27.c

!:c

H24.4c

Espesor del ?idrio :.@ c

95 DI<METRO Y LON%ITD DEL T7O DE "IDRIO Y DEL CA@O:

"ubo

Di 2.4 c

A-CaoDi 9. c 0

D

Di 2.4cDe !c

7:c

$9 * @.9=A=29@:9 c :.:::@9=A=2

D9 * 2.4 c :.:24

DATOS DEL CA@O# &NTO 0:

$2 * 9.=!7!4: c :.:::9=!7




Cuba deD2 * 9. c :.:9



c5 TI&O DE MATERIAL# Y ACCESORIOS A( ILI ARES

#aterial de la cuba es de ?idrio triple H:.@ c de espesor

#aterial del tubo es de ?idrio Bino Hel ?idrio ás coGnente usado

en la constr ucci%n de láparas Bluorescentes es el silicato solalie

d5 ACCESORIOS A( ILI ARES:

"ubo Bluorescente Hlipio tr anspar ente

Cao o lla?e regulable Hdiáetro para el Bluo salida 9.c

Para unir el tubo con el cao Hun reductor y una contr at uerca

Un recolector y una ?<a Hpara el tinte

$gua Hpara la inyecci%n del tinte

Datos de6F6uido

TABLA Nº 01: PROPIEDADES FISICAS DEL AGUA A 19 ºC

FLUIDO

Densidad (kg/m3) 998

Viscosidad Dinámica (Kg/m·s) 1.027E-

Viscosidad Cinemáica (m2/s) 1.029E-

Mediciones de Cauda6

F6uido de Tra9a8o: A2ua A6tura 4;5 B 0 cm

TABLA Nº 02: DATOS EXPERIMENTALES DEL CAUDAL EN FUNCION

AL VOLUMEN Y TIEMPO, Y TAMBIEN ALPORCENTAJE DE ABERTURA

D!" A#$%!&% V"*&+$ T-$+." C&* T$+.3 T-."/ $

1 "0

!0 10.2 #.882

19 $amina%

90 1#." #.817

120 20.9 #.7"1

1#0 2!.7 #.!0#

180 32.# #.#3#

2 #0

!0 ".# 13.071

19 $amina%90 !." 13.97#

120 9.0 13.318

1#0 11." 13.111

180 13.! 13.1#7

3 !0

!0 2.9 20.#"7

19 &%ansici'n

90 ".1 21.897

120 #.! 21.31"

1#0 7.0 21.1#!

180 8.9 20.179

" 80

!0 2.1 28.#71

19 &%ansici'n90 3.1 28.213

120 ".1 28.91#



6 7 67 2 78

#.72E- 12!3.08 7.22E- 3.27E- 1!!8.09

1.33E- 23##.7! 3.1"E- 1.78E- 2133.11

1#0 #.3 28.301

180 !." 27.73#

# 100

!0 1.7 3#.087

19 &%ansici'n

90 2.! 3".!1#

120 3." 3"."821#0 "." 33."82

180 #.# 32.2#8

Resu6tados

C6cu6os en e6 &unto 0

TABLA Nº 0: CALCULOS DE AREA, CAUDAL, VELOCIDAD,FLUJO MASICO, NUMERO DE REYNOLDS Y TIPODE FLUJO PARA EL PUNTO 2

D!"

A#$%!&%

D-+$!%"

;%$'+2)

QP%"+

V$*"8-

F*&5"M/-8"

R$7"*T-."/

$1 "0 0.00# 2."!E- #.72E- 0.232 0.00# 12!3.08 $amina%

2 #0 0.007 3.8#E- 1.33E- 0.3"! 0.013 23##.7! &%ansici'

3 !0 0.008 #.#"E- 2.10E- 0.379 0.021 309!.22 &%ansici'

" 80 0.011 9.8#E- 2.83E- 0.287 0.028 3131.77 &%ansici'

# 10 0.01" 1.#"E- 3."0E- 0.220 0.033 3003.70 &%ansici'

C6cu6os en e6 &unto -TABLA Nº 0>: CALCULOS DE AREA, CAUDAL, VELOCIDAD,

FLUJO MASICO, NUMERO DE REYNOLDS Y TIPODE FLUJO PARA EL PUNTO 1

D!"

A#$%!&%

D-+$!%"

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QP%"+

V$*"8-

F*&5"M/-8"

R$7"*T-."/

$1 "0 0.028 !.1!E- #.72E- 0.009 0.00# 2#2.!1! $amina%

2 #0 0.028 !.1!E- 1.33E- 0.021 0.013 #88.9"0 $amina%

3 !0 0.028 !.1!E- 2.10E- 0.03" 0.021 928.8!! $amina%

" 80 0.028 !.1!E- 2.83E- 0.0"! 0.028 12#2.70 $amina%

# 10 0.028 !.1!E- 3."0E- 0.0## 0.033 1#01.8# $amina%

Corre6aciones en e6 &unto 0

Re s

Utili>ando la ecuaci%n H.9.4 de la deducci%n de ecuaciones*

TABLA Nº 0?: CORRELACION DEL NUMERO DE REYNOLDS EN FUNCION

DEL CAUDAL

C&* R$7"*



#.72E- 12!3.08

1.33E- 23##.7!



2.10E- 309!.22 !.#1E- "."2E- 2!03.11

2.83E- 3131.77 8.88E- 8.0"E- 30#0.87

3."0E- 3003.70 1.02E- 1.1#E- 339#.3"

6 7 67 2 78

0.232 12!3.08 293.1#0 0.0#3 2318.07

0.3"! 23##.7! 81#.793 0.119 2788.81

0.379 309!.22 117".3# 0.1"3 292".79

0.287 3131.77 901.110 0.082 2#"7."2

0.220 3003.70 !!3.133 0.0"8 2271."2

6 7 67 2 78

0.00# 12!3.08 7.20! 3.2!E- 1!!8.090.013 23##.7! 31.33" 1.77E- 2133.11

0.021 309!.22 !".9#3 "."0E- 2!03.11

0.028 3131.77 88.!0# 8.00E- 30#0.87

0.033 3003.70 101.883 1.1#E- 339#.3"

2.10E- 309!.22

2.83E- 3131.77

3."0E- 3003.70

5allaos la siguiente corr elaci%n*

Re s

Utili>ando la e8presi%n H.2.!*

TABLA Nº 0@: CORRELACIN DEL NMERO DE REYNOLDS ENFUNCIN DE LA VELOCIDAD

V$*"8- R$7"*#.72E- 12!3.08

1.33E- 23##.7!

2.10E- 309!.22

2.83E- 3131.77

3."0E- 3003.70


Re s M

Utili>ando la e8presi%n H.!.@*

TABLA Nº 0: CORRELACIN DEL NMERO DE REYNOLDS ENFUNCION DEL FLUJO MASICO

F*&5" R$7"*0.00# 12!3.08

0.013 23##.7!

0.021 309!.22

0.028 3131.77

0.033 3003.70




6 7 67 2 78

#.72E- 2#2.!1! 1.""E- 3.27E- 2#2.!1!

1.33E- #88.9"0 7.8#E- 1.78E- #88.9"0

2.10E- 928.8!! 1.9#E- "."2E- 928.8!!

2.83E- 12#2.70 3.##E- 8.0"E- 12#2.70

3."0E- 1#01.8# #.10E- 1.1#E- 1#01.8#

6 7 67 2 78

0.009 2#2.!1! 2.3"# 0.000 2#2.!1!

0.021 #88.9"0 12.7"! 0.000 #88.9"0

0.03" 928.8!! 31.707 0.001 928.8!!

0.0"! 12#2.70 #7.!71 0.002 12#2.70

0.0## 1#01.8# 82.891 0.003 1#01.8#

Corre6aciones en e6 &unto -

Re s

Utili>ando la ecuaci%n H.9.4 de la deducci%n de ecuaciones*

TABLA Nº 0: CORRELACION DEL NUMERO DE REYNOLDS ENFUNCION DEL CAUDAL

C&* R$7"*

#.72E- 2#2.!1!

1.33E- #88.9"0

2.10E- 928.8!!

2.83E- 12#2.70

3."0E- 1#01.8#


Esta e8presi%n es pr ácticaente*

Re s

Utili>ando la e8presi%n H.2.!*

TABLA Nº 09: CORRELACION DEL NUMERO DE REYNOLDS ENFUNCION DE LA VELOCIDAD

V$*"8- R$7"*0.232 2#2.!1!

0.3"! #88.9"0

0.379 928.8!!

0.287 12#2.70

0.220 1#01.8#


Re s M

Utili>ando la e8presi%n H.!.@*



6 7 67 2 78

0.00# 2#2.!1! 1.""1 3.2!E- 2#2.!1!

0.013 #88.9"0 7.833 1.77E- #88.9"0

0.021 928.8!! 19."8! "."0E- 928.8!!

0.028 12#2.70 3#.""2 8.00E- 12#2.70

0.033 1#01.8# #0.9"1 1.1#E- 1#01.8#

TABLA Nº 10: CORRELACION DEL NUMERO DE REYNOLDS ENFUNCION DEL FLUJO MASICO

F*&5" R$7"*0.00# 2#2.!1!

0.013 #88.9"00.021 928.8!!

0.028 12#2.70

0.033 1#01.8#


Ca6cu6o de 6as FuerGas ;idrostticas *ue so>orta 6a Cu9a de

Re?no6ds con sus res>ectios Centros de &resión

+

= 2 ! 1

9

(

$9 H:.744 H:.244 :.24= 2

$ $2 H:.744 H:.2 :.2!A92 2

$= $! H:.244 H:.2 :.:@792 2

+ 5 :.2

FER!A ;IDROST<TICA Y CENTRO DE &RESIN &ARA LADO -



FER!A ;IDROST<TICA Y CENTRO DE &RESIN &ARA LADO 0 YLADO

FER!A ;IDROST<TICA Y CENTRO DE &RESIN &ARA LADO H YLADO

An6isis ? Discusión de Resu6tados

Las edidas de Bluo ;ue se Ficieron Hsalda cao se pudieron toar a partir de una abertura del cao de un :J con una abertura enor a esta- noFab<a salida de Bluo alguno- debido a esto no se pudieron obtener ásdatos.

Los resultados del nGero de Reynolds Bueron deasiados baos- no presentándose as< un B luo turbulento ni de tr ansici%n.

Para los datos en el tubo Hpunto 9 Re ?s. K, 9- Re ?s. Q9- Re ?s. 9 no se

presentaron errores- su coeBiciente de correlaci%n es igual a uno HR9- lasgraBicas respecti?aente tienen un coportaiento lineal- con e8cepci%ndel punto 2- ;ue no correlacionan bien- esto se debe a la posibledeterinaci%n de diáetros a partir del porcentae de abertur a.

Conc6usiones

)egGn lo obser?ado en el tubo se presento el Bluo lainar- transici%n perocon los cálculos reali>ados solo se presentan Bluo lainar al interior delt ubo.



Las Buer>as Fidrostáticas ?an auentando segGn la pr oBundidad.



En la parte del Bondo Hlado 9 se eerce ayor presi%n Fidrostática- y lacarga distribuida a lo largo de este lado H9 es constante ya ;ue todos los puntos ;ue se encuentran en este plano están a la isa proBundidaddesde la superBicie del l< ;uido.

$ diBerencia de los lados e8treos la presi%n ?aria linealente con respectoa la proBundidad en el Bluido- el lado ! y = presentan una enor presi%n delBluido Hpresentan enor ár ea.

Recomendaciones

Las edidas se pudieron toar a partir de una abertura del cao de un:J con una abertur a enor a esta no Fab<a salida de Bluo alguno- serecoienda auentar el ni?el de agua en la cuba- para increentar la presi%n dentro y Faya un ayor B luo.

)e recoienda utili>ar un tinte adecuado para la prueba e8periental-debido a ;ue el tinte utili>ado era inorgánico y ás denso ;ue el agua- y con una prueba de otro tinte orgánico era enos denso ;ue el agua con la prueba de estos dos tintes diBerentes no se puede obser?ar bien el tipo deB luo.

Nomenc6atura

Q Caudal

H! Ys ,

,oluen H! t "iepo

Hs $ área deturbulencia H

2

D diáetroH? ?elocidadHYsZ DensidadH[gY

!

\ ,iscosidadHN.sY

2

&luo ásicoH[gYsRe Nuero de ReynoldsHadiensional &r &uer>aFidrostática r esult anteCp Centro de pr esi%nT PesoEspeciB ico

] PiH!.99=^ )<bolo para e8presar unaconstante



J abert Porcentae de aberturadel cao5 $lturaFidr ostática

ReJerencias 7i96io2rJicas

#erle C. Potter- Da?id C. _iggert ` !ra edici%n.

#ecánica de B luidos. Robert #ottX ta edici%n. #ecánicade B luidos

)ears- &<sica #oderna y &<sica Uni?ersitaria."ercera Edicion.



A>Kndice

E8em>6o de C6cu6os

Dimetro interno de6 cao como Junción de6 >orcenta8e de a9ertura

Usando la ecuaci%n H9.2*

)i consideraos el cao totalente abierto- el J de abertura es 9- porconsiguiente el diáet r o es*

( as< se Fallando los deás diáetros de la tabla N :!.

&ara ca6cu6ar 6os datos en e6 >unto 0:

$ partir de los datos e8perientales Fallaos el caudal proedio- para unaabertura del 9:: J*

$ partir del diáetro Fallado para una abertura 9:: J*

Para la ?elocidad*

Para el Bluo ásico- necesitaos el ?alor de la densidad ;ue está en la tablaN :9*

( por Gltio el nGero de Reynolds- debeos toar el dato de la

?iscosidad dináica de la tabla N :9- o en todo caso la ?iscosidad

cineática*

( as< se copletan los deás datos de la tabla N :2.

&ara ca6cu6ar 6os datos en e6 >unto -:Por ecuaci%n de continuidad para un Bluido incopresible teneos*



( para una abertura de 9:: J*

El diáetro 2 es :.:24 entonces Fallaos el ár ea*

Por ecuaci%n de continuidad teneos*

Para Fallar la ?elocidad- para una abertura del 9::J*

( por Gltio el nGero de Reynolds*

( as< se copletan los deás datos de la tabla N :!.

Deducción de Ecuaciones

Dimetro interno de6 cao como Junción de6 >orcenta8e de a9ertura

Coo el Bluo en el punto 2 es anipulado por edio de un cao y estedepende del diáet r o- coo directaente no puede establecerse unaedida- se busca una edida indirecta a partir del porcentae de abertur a.

El diáetro 2 depende del porcentae de abertura del cao se puedeestablecer la siguiente ecuaci%n*

)e sabe e8perientalente ;ue el diáetro interno del cao es9. c : .::9 *

&ara ca6cu6ar 6os datos en e6 >unto 0:

)e sabe por e;ui?alencia ;ue el Bluo ?olutrico o caudal es una relaci%nentre el ?oluen de Bluo y el tiepo ;ue deora en Bluir tal Bluo- pero si

consideraos una tuber<a- tabin puede e8presarse en Bunci%n a la?elocidad del Bluo y el área de secci%n trans?ersal de la tuber<a de lasiguiente anera*



Despeando la ?elocidad del Bluo- nos ;ueda una relaci%n entre el caudal y elárea de secci%n

tr ans?ersal*

El caudal puede obtenerse e8perientalente di?idiendo el ?oluen dedescarga y el tiepo

;ue deora esta descarga y as< obtener el caudal*

$deás el área trans?ersal de la tuber<a- puede Fallarse obteniendo eldiáetro de Bluo o

diáetro interno de la tuber<a por la siguiente B%r ula*

&ara ca6cu6ar 6os datos en e6 >unto -:

Por la ecuaci%n de la continuidad podeos decir- ;ue el Bluo ásico en el

punto 9 es igual al Bluo ásico en el punto 2*

$Fora se sabe ;ue la relaci%n entre el Bluo ásico y el Bluo ?olutricoes la densidad del

B luido*

Despeando el Bluo ásico*

$Fora reepla>ando la ecuaci%n anterior H2.9 en la ecuaci%n H!.!*

Reepla>ando H!. en H!.9*

$Fora despeando la ?elocidad en el punto 9*



Reepla>ando la ecuaci%n H2. en H!.@- se sipliBica la e8presi%n en*

Podeos reepla>ar el diáetro 2 por la

ecuaci%n H9.2* Reepla>ando H2.@ en H2.*

Ecuación >ara +a66ar e6 nmero de Re?no6ds >ara sección circu6ar:

El nGero de Reynolds de un Bluo ;ue se transporta dentro de una tuber<a-se deBine coo*

Ecuaciones de 6as corre6aciones:

Re?no6ds s Cauda6

Para e8presar la correlaci%n planteaos el nGero de Reynolds en Bunci%n alcaudal*

$ partir de la ecuaci%n H.9 podeos deB inir*

$ partir de la ecuaci%n H2.9 en H2.*

Despeando la ?elocidad*

Reepla>ando en H=.9.! en H=.9.*

)ipliBicaos y obtenernos la e8presi%n necesaria para la r egr esi%n*



Re?no6ds s "e6ocidad

Para e8presar la correlaci%n planteaos el nGero de Reynolds en Bunci%n de

la ?elocidad*

$ partir de la ecuaci%n H.9 podeos deB inir*

$ partir de esta ecuaci%n puede correlacionarse los dat os*

Re?no6ds s F6u8o Msico

Para e8presar la correlaci%n planteaos el nGero de Reynolds en Bunci%n delBluo ásico*

$ partir de esta ecuaci%n H.9 puede deB inir se*

$ partir de la ecuaci%n H!.*

Reepla>ando y sipliBicando la e8presi%n H=.!.! en H=.!.2*

$ partir de esta ecuaci%n puede correlacionarse los dat os*

&ara ca6cu6ar 6a JuerGa de >resión en 6a >ared de 6a cu9a ? 6oscentros de >resiones



Ta96as adiciona6es# 2rJicos ? Ji2uras arias

%raJicas de6 >unto 0

Re?no6ds s Cauda6




%raJicas de6 >unto -

Re?no6ds s Cauda6



Cuestionario

Qu sucederá si en cada registro de datos- el ni?el 5 de agua

utili>ada en la cuba no peranece constanteV

• La ?elocidad de salida del Bluido ?ariar a.

• Debido a ;ue el ni?el del agua eerce una presi%n en la cuba. )idisinuye el ni?el de agua Haltura el Bluo del agua será enor- y ?ice?ersa- y esto ocasionar<a un error en la toa de datos para elcaudal.

)er<a Bactible el eeplo de un tinte orgánicoV &undaente su r espuesta.

• No- por;ue el tinte orgánico es enos denso ;ue el Bluido ;ue lo

contiene- al ser enos denso el tinte se ele?a a la superBicie del tubo y no se aprecia bien el tipo de r gien.

E8pli;ue ;u suceder<a si la longitud del tubo de ?idrio utili>ado se reduce a la

it ad.• No peritir<a la ?isuali>aci%n de Bluos en los diBerentes r eg< enes.

• )egGn la ecuaci%n de 6e ? d e >oi s e ui66 e

La longitud del tubo es in?ersaente proporcional a la ?elocidad- por lotanto si la longitud se reduce auenta la ?elocidad siepre y cuando lasotras ?ariables perane>can constantes.

E8pli;ue ;u suceder<a si el diáetro del tubo de ?idrio utili>ado auenta aldoble.

• )e presentar<a una ?ariaci%n en la ?elocidad- a ayor diáetro la?elocidad disinuye.

• )egGn la ecuaci%n de Reynolds*

Entonces si anteneos la ?iscosidad y la densidad constantes H"cte el nGero de Re auentara si la ?elocidad se antiene.

• Con respecto a la longitud de entrada este auentar<a- ya ;uees dir ectaente

proporcional al diáet r o.

Qu eBectos tendrá el uso de un Bluido ás denso- o enos densoV

• $l ser la densidad directaente proporcional al nGero de

Reynolds- si la densidad auenta el nGero de Reynolds tabin

auentara- y ? ice?ersa.



Qu eBectos tendr<a el uso de un Bluido ás ?iscoso- o enos ? iscosoV

• Cuando las Buer>as ?iscosas tienen un eBecto doinante en la prdida de

energ<a- el nGero de Reynolds es pe;ueo



• $l ser enos ?iscoso no e8istir<a resistencia y el l<;uido Bluir<a con

ayor rapide>- ayor ?elocidad. Obteniendo un nGero de Reynoldsele?ado.

73384620 cuba de reynolds

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