UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULTAD FACULT AD DE INGENIERÍ INGENIERÍA A
I.
TÍT TÍTULO ULO:
II .
OBJETIVOS:
E.AP. INGENIERÍA CIVIL
“NÚME NÚMERO RO DE REYN EYNOLDS OLDS””
Objetivos gee!"#es El objetivo de esta p!"ti"a es obseva las "aa"te#sti"as de los e$#%e&es de
'l(jo la%i&a ) t(b(le&to e& (& "o&d("to* as# "o%o la ta&si"i+& e&te a%bos* epod("ie&do el e,pei%e&to oi$i&al de Osbo&e Re)&olds.
Objetivos es$e%&'i%os Obseva ) dete%i&a %edia&te el apaato de Re)&olds la di'ee&"ia e&te 'l(jo
la%i&a* ta&si"i+& ) t(b(le&to. De a"(edo a los "o&"eptos ad-(iidos e& el "(so de e"!&i"a de Fl(idos
ide&ti'i"a "o& "ete/a las "aa"te#sti"as del 'l(jo* de a"(edo a los valoes obte&idos del &0%eo de Re)&olds. Co&o"e ) ape&de a %a&eja "o& deste/a el apaato de Re)&olds.
I I I.
M(R)O TE*RI)O: E+,ERIMENTO DE OSBORNE REYNOLDS.
Osbo&e Re)&olds* "()o etato apae"e e& la Fi$(a 1* &a"i+ e& 2el'ast 3Ga& 2eta4a5 e& 1678. E& s( etapa %!s te%pa&a* s( ed("a"i+& est(vo a "a$o de s( pade* -(ie& ade%!s de se (& e,"ele&te %ate%!ti"o* estaba i&teesado e& la e"!&i"a. Osbo&e Re)&olds de%ost+ po&to s(s aptit(des paa la e"!&i"a ) a la edad de 19 a4os "o%e&/+ a tabaja "o& Ed:ad ;a)es* (& "o&o"ido i&ve&to e i&$e&ieo %e"!&i"o. Al Al "abo de (& a4o de"idi+ i&$esa e& Ca%bid$e* do&de se $ad(+ "o&
) '(e i&%ediata%e&te ele$ido %ie%bo del ?(ee&s@ Colle$e. E& 16=6 "o&si$(i+ se ad%itido e& lo -(e posteio%e&te se "o&veti#a e& la U&ivesidad Vi"toia de a&"
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La i&vesti$a"i+& "ie&t#'i"a de Osbo&e Re)&olds "(bi+ (& a%plio aba&i"o de 'e&+%e&os '#si"os ) de i&$e&ie#a* ) estable"i+ los '(&da%e&tos de %("
posteioes
sobe
'l(jos
t(b(le&tos*
%odeli/a"i+&
ta&s'ee&"ia de "alo ) 'i""i+&. S(s est(dios sobe el oi$e& de la t(b(le&"ia "o&stit()e& (& "l!si"o e& la e"!&i"a de Fl(idos* "o%o se ded("e a pati del (so $e&eal
E&te s(s %a)oes lo$os 'i$(a& s(s e&sa)os de vis(ali/a"i+& de los 'l(jos la%i&a ) t(b(le&to e& "o&d("tos* ) s( a&!lisis sobe los pa!%etos de depe&de&"ia de la ta&si"i+& a $i%e& t(b(le&to* los "(ales '(eo& p(bli"ados po ve/ pi%ea e& 166* e& (&a evista "ie&t#'i"a. La 'oto$a'#a se %(esta el ta&-(e e& -(e Re)&olds llev+ a "abo s(s e&sa)os* el "(al se "o&seva e& la a"t(alidad e& la U&ivesidad de a&"
Es-(e%a del Ta&-(e de Re)&olds.
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Paa vis(ali/a las "aa"te#sti"as de los 'l(jos la%i&a ) t(b(le&to* Re)&olds e%ple+ (& "oloa&te i&)e"tado e& (&a "oie&te de a$(a. Se$0& %(esta la i&stala"i+& la 'oto$a'ia* del i&teio del ta&-(e de Re)&olds 3-(e est! elevado espe"to al s(elo5* pate (& "o&d("to ta&spae&te
Di'ee&tes e$#%e&es de 'l(jo obsevados e& el Ta&-(e de Re)&olds MECANICA DE FLUIDOS I
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Re)&olds obsev+ -(e di"
ℜ=
VD v
( )
…. 1
Do&deH ℜ H N0%eo de Re)&olds. v :
Vis"osidad "i&e%!ti"a del 'l(ido.
D :
Di!%eto de la t(be#a o lo&$it(d "aa"te#sti"a.
V :
Velo"idad del 'l(jo.
E& todos los 'l(jos e,iste (& valo de este pa!%eto paa el "(al se pod("e la ta&si"i+& de 'l(jo la%i&a a 'l(jo t(b(le&to*
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E&te 8 Re 7 e,iste (&a /o&a de ta&si"i+& de 'l(jo la%i&a a
t(b(le&to. Si Re J 1 el 'l(jo es t(b(le&to.
E& la pate i&'eio del dispositivo e,iste (&a v!lv(la -(e pe%ite e$(la el "a(dal de 'l(jo -(e "i"(la po la i&stala"i+&* es de"i* pe%ite estable"e (&a ( ota velo"idad de salida del a$(a. Depe&die&do de la velo"idad de "i"(la"i+& del a$(a* el
E& el dispositivo e,pei%e&tal* el "a(dal se dete%i&a %edia&te (& %todo vol(%ti"o* es de"i* se dispo&e de (& e"ipie&te "alibado e& vol(%e&* de %odo -(e la %edida %edia&te (& "o&+%eto del tie%po -(e se tada e& al"a&/a (& dete%i&ado vol(%e& de a$(a* popo"io&a el "a(dal 3vol(%e& tie%po5. Co&o"ido el "a(dal* )a se p(ede dete%i&a si& %!s la velo"idad del a$(a -(e "i"(la po la i&stala"i+& te&ie&do e& "(e&ta -(e el di!%eto del t(bo de vidio paa vis(ali/a"i+& del 'l(jo es de 9.7 %%.
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Se dispo&e ta%bi& de (& te%+%eto e& el dep+sito de a$(a -(e pe%ite estable"e la te%peat(a del a$(a "o&te&ida e& el %is%o. Este dato es &e"esaio p(esto -(e la vis"osidad "i&e%!ti"a del a$(a* &e"esaia paa "al"(la el &0%eo de Re)&olds* va#a "o& la te%peat(a.
IV.
E/UI,OS Y M(TERI(LES
Apaato de Re)&olds Te%+%eto T(bos pie/o%ti"os V!lv(la paa e$(la el "a(dal Re"ipie&te $ad(ado Coloa&te 3a/(l5
V.
,RO)EDIMIENTO
edi el di!%eto i&te&o del t(bo de vidio. Estable"e (& "a(dal lo %!s bajo posible* 'o/a&do as# al $i%e& la%i&a. Abi la v!lv(la -(e pe%ite el paso del "oloa&te a tavs del t(bo de
obseva"i+&. edi la te%peat(a. A'oa el "a(dal. I&"e%e&ta le&ta%e&te el "a(dal* ) (&a ve/ estabili/ado el 'l(jo a'oa el &(evo "a(dal. Obseva el "a%bio de e $i%e& del 'l(jo. I&"e%e&ta &(eva%e&te el "a(dal* a'oalo ) a&ota "o%o se va %odi'i"a&do la l#&ea "oloeada. Repeti paa vaios "a(dales ) estados del $i%e& de 'l(jo. A&ota los es(ltados. Dete%i&a la velo"idad ) la vis"osidad del 'l(ido* ) e&"(e&te el &0%eo de Re)&olds paa "ada "a(dal a'oado. Res(%a los e&sa)os e& la tabla. Co%pae el $i%e& del 'l(jo "al"(lado "o& el obsevado. A&ali"e los es(ltaos obte&idos.
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VI.
)UESTION(RIO 0De'i" #os sigietes %o%e$tos: •
1#jo L"-i"!: Es (&o de los dos tipos pi&"ipales de 'l(jo e& 'l(ido. Se lla%a 'l(jo la%i&a o "oie&te la%i&a* al %ovi%ie&to de (& 'l(ido "(a&do ste es ode&ado* estati'i"ado* s(ave. E& (& 'l(jo la%i&a el 'l(ido se %(eve e& l!%i&as paalelas si& e&te%e/"lase ) "ada pat#"(la de 'l(ido si$(e (&a ta)e"toia s(ave* lla%ada l#&ea de "oie&te. E& 'l(jos la%i&aes el %e"a&is%o de ta&spote lateal es e,"l(siva%e&te %ole"(la. Se p(ede pese&ta e& las d("
1#jo T!b#eto: se lla%a 'l(jo t(b(le&to o "oie&te t(b(le&ta al %ovi%ie&to de (& 'l(ido -(e se da e& 'o%a "a+ti"a* e& -(e las pat#"(las se %(eve& desode&ada%e&te ) las ta)e"toias de las pat#"(las se e&"(e&ta& 'o%a&do pe-(e4os e%oli&os apei+di"os* 3&o "oodi&ados5 "o%o po eje%plo el a$(a e& (& "a&al de $a& pe&die&te. Debido a esto* la ta)e"toia de (&a pat#"(la se p(ede pede"i
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•
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1#jo T!"si%io"#: ta%bi& lla%ado 'l(jo "#ti"o* e,iste "(a&do el "a(dal se i&"e%e&ta desp(s de esta e& 'l(jo la%i&a
0Re"#i%e es2e-" 3e %o-$"!"%i4 3e# 5-e!o 3e Re6o#3s s$e!io! e i'e!io!7 3e'i" v"#o!es %"!"%te!&sti%os7 est"bi#i3"3 6 '"%i#i3"3 3e obte%i47 v"!i"%i47 et%.
0 )"#%#e #os N5-e!os 3e Re6o#3s S$e!io! e i'e!io! sigie3o e# sigiete 'o!-"to: N
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Di!%eto del t(boH 9.> %% Kea de la bo"a del t(bo H .=9 "%
0EG$#i2e 6 !e"#i%e es2e-"s 3e #" eG$e!ie%i" 3e #"bo!"to!io $oie3o es$e%i"# H'"sis " #os %o%e$tos 3e# '#jo #"-i"! 6 t!b#eto7 "s& %o-o e#
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-o-eto 3e 3ete!-i"! #os 5-e!os 3e Re6o#3s %!&ti%os s$e!io! e i'e!io!.
VII.
(NLISIS Y DIS)USI*N
La vis"osidad la obt(vi%os de la tabla -(e se e&"(e&ta a&e,ada al 'i&al del
pese&te i&'o%e 3'(e&te :::.:a,aso't:ae."o% 5* ) la te%peat(a del a$(a del ta&-(e se to%+ e& laboatoio. Co%o p(ede obseva e& la tabla de es(ltados 3se$0& el &0%eo de Re)&olds5 &o se obt(vo &i&$0& 'l(jo la%i&a a pesa -(e se lo$+ obseva el
2iet3 3e# %ojto. Se$0& el e,pei%e&to eali/ado po la U&ivesidad Polit"&i"a de vale&"ia e&
Espa4a 3Q5 se "oobo+ la "lasi'i"a"i+& del 'l(jo se$0& los pa!%etos e& -(e va#a el &0%eo de Re)&olds* los "(ales )a %e&"io&a%os e& el %a"o te+i"o. A di'ee&"ia &(esta ellos
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La te%peat(a e& el a$(a p(do
"o%o "te* esto p(do
VIII.
)ON)LUSIONESY RE)OMEND()IONES )o%#sioes:
Se p(do obseva e& laboatoio la di'ee&"ia e&te el 'l(jo la%i&a ) el 'l(jo
t(b(le&to de 'l(idos. P(di%os dete%i&a las "aa"te#sti"as vis(ales del tipo de 'l(joM as# "o%o
ta%bi& la i&'l(e&"ia del "a(dal e& el &0%eo de Re)&olds. Lle$a%os aobseva (& 'l(jo la%i&a * %as &o
&0%eo de Re)&oldsM este se p(ede debe a -(e la po"a pe"isi+& de la to%a del tie%po * te%peat(a ) vol(%e&* a -(e el "a(dal de ali%e&ta"i+& &o '(e "te o a la 'alta de deste/a paa %a&eja el e-(ipo. Se p(do obseva -(e el "o%pota%ie&to de (& 'l(jo "o& velo"idades bajas es
la%i&a ) "o& altas t(b(le&to. P(di%os obseva -(e el 'l(jo t(b(le&to pae"#a "a+ti"o ) &o (&i'o%e* a tal
p(&to de -(e el ti&te lle$+ a %e/"lase "o& el 'l(ido. Los valoes del &0%eo de Re)&olds est!& s(peditados a eoes e& e-(ipo o
%a&ip(la"i+& de esteM po eso &os es(ltao& 'l(jos t(b(le&tos a bajos velo"idades. Po lo "(al Debido a (&a 'alta de deste/a e& la opea"i+& del e-(ipoM &o se p(do lle$a a obte&e los valoes deseados -(e satis'a$a& la "o&di"i+& de 'l(jo la%i&a.
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Re%o-e3"%ioes: Te&e %!s deste/a e& el (so de la "(ba de Re)&oldsM paa as# pode lle$a a
obte&e los valoes del &0%eo de Re)&olds "oespo&die&tes al 'l(jo la%i&a. edi el vol(%e& de a$(a -(e se (sa e& la e,peie&"ia e& si "o& e"ipie&tes -(e
"(e&te& "o& (&a $ada"i+& %e&o* e& lo posible tata de (sa pobetas. Te&e "(idado -(e el "a(dal de a$(a -(e ali%e&ta el ta&-(e sea "o&sta&te el
e-(ipo est e& (& estado de -(iet(d. Usa (& "o&o%eto ) &o la apli"a"i+& de "o&o%eto del al$0& "el(laM paa
a(%e&ta la pe"isi+& e& el tie%po. TataM e& lo posible* de %ejoa el e-(ipo paa as# evita eoes e'ee&tes al
"a(dal ) a la vol(%et#a. Paa
p(ebas ) sa"a (& po%edio* paa evita eoes -(e a'e"te& los es(ltados. Se e"o%ie&da -(e el dep+sito del ti&te est lo %!s lle&o posible paa -(e la
"a&tidad de "oloa&te sea %!,i%a. El "apila de i&)e""i+& debe "oi&"idi "o& el "e&to de la e&tada "a%pa&ada del
t(bo de vidio.
I+.
BIBLIOR(1I( ECANICA DE FLUIDOS APLICADA* Robet L. ott. Pe&ti"eQ;all. 1997. 7 ed
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ANUAL DE LA2ORATORIO DE ;IDRAULICA DE LA UNIVERSIDAD DE LOS
ANDES. ANUAL DE ;IDRAULICA* ;.:. ING* Editoial ;ispa&oa%ei"a&a* e,i"o . .
+.
(NE+OS
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T"b#" 3e Vis%osi3"3 3iK-i%" 3e# "g" #&2i3" " v"!i"s te-$e!"t!"s
F(e&teH Va,aSo't:ae :::.:a,aso't:ae."o%
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