LAB A
Universidad Tecnológica de Panamá
Centro regional de Chiriquí
Facultad de Ingeniería Civil
Licenciatura en Ingeniería Civil
II semestre - 2021
Hidráulica
Informe de Laboratorio N°4
NÚMERO DE REYNOLDS
Profesor
Ing. César Gómez
Integrantes
Grupo
2IC131
Fecha de Entrega
Martes 21 de septiembre del 2021
,OBJETIVO
1. Determinar los diferentes flujos a través del caudal obtenido, para diferentes tipos de
tuberías.
2. Estudiar el perfil de velocidad utilizando el equipo de Reynolds.
INTRODUCCIÓN
El número de Reynolds es un número adimensional utilizado para caracterizar el
movimiento de un fluido. Éste relaciona la densidad, viscosidad, velocidad y dimensión
típica de un flujo en una expresión adimensional, que interviene en numerosos problemas
de dinámica de fluidos. Su valor indica si el flujo sigue un modelo laminar o turbulento.
Mediante el uso del simulador con un determinado fluido o tinte a diferentes caudales, es
posible hallar experimentalmente el número de Reynolds. Teniendo en cuenta esto, el
objetivo del laboratorio es determinar de forma virtual el número de Reynolds de un flujo
en una tubería e identificar su estado del flujo (laminar, transición o turbulento) mediante el
análisis de los datos obtenidos.
Además, se busca responder las preguntas de análisis en base a los resultados adquiridos y
en los conceptos teóricos previamente establecidos.
MATERIALES
1. Simulador
2. Banco hidráulico.
3. Piezómetro.
4. Cronómetro.
5. Conductores de agua (tuberías de 10 mm).
6. FME05 Demostración de Osborne Reynolds.
MARCO TEÓRICO
Osborne Reynolds se especializó en el estudio del movimiento de los fluidos, en particular
de los fluidos viscosos. Reynolds estudia las condiciones en las que la circulación de un
fluido en el interior de una tubería pasaba del régimen laminar al régimen turbulento. Fruto
de estos estudios, en 1883, se vislumbra el llamado Número de Reynolds, que relaciona las
fuerzas de inercia y de viscosidad de un fluido.
El número de Reynolds (Re) es la relación de fuerzas de inercia a fuerzas viscosas y es un
parámetro conveniente para predecir si una condición de flujo será laminar o turbulento. Es
un número adimensional compuesto por las características físicas del flujo. Se puede
interpretar que cuando las fuerzas viscosas son dominantes (cuando el flujo es lento y Re es
más bajo) son suficientes para mantener todas las partículas de fluido en línea, entonces el
, flujo es laminar. Incluso Re muy bajo indica movimiento de arrastre viscoso, donde los
efectos de inercia son insignificantes. Cuando las fuerzas de inercia dominan sobre las
fuerzas viscosas (cuando el fluido fluye más rápido y Re es más grande), el flujo es
turbulento.
Imagen 1. Flujo Laminar y Turbulento
Se define como:
ρVD VD
ℜ= =
μ ν
Donde:
V es la velocidad del flujo.
D es una dimensión lineal característica (longitud recorrida del fluido; diámetro hidráulico,
etc.)
ρ densidad del fluido (kg/m3),
μ viscosidad dinámica (Pa. s),
ν viscosidad cinemática (m2/ s); ν = μ/ρ.
Regímenes de números de Reynolds
Flujo lamina: Para fines prácticos, si el número de Reynolds es menor que 2000, el flujo es
laminar. El número de transición aceptado de Reynolds para el flujo en una tubería circular
es Red crit = 2300.
Flujo transitorio: En los números de Reynolds entre aproximadamente 2000 y 4000, el flujo
es inestable como resultado del inicio de la turbulencia. Estos flujos a veces se denominan
flujos de transición.
Flujo turbulento. Si el número de Reynolds es mayor que 4000, el flujo es turbulento. La
mayoría de los sistemas de fluidos en instalaciones nucleares operan con flujo turbulento.
Diámetro hidráulico
Dado que la dimensión característica de una tubería circular es un diámetro ordinario D y
especialmente los reactores contienen canales no circulares, la dimensión característica
debe generalizarse.
Para estos fines, el número de Reynolds se define como:
Universidad Tecnológica de Panamá
Centro regional de Chiriquí
Facultad de Ingeniería Civil
Licenciatura en Ingeniería Civil
II semestre - 2021
Hidráulica
Informe de Laboratorio N°4
NÚMERO DE REYNOLDS
Profesor
Ing. César Gómez
Integrantes
Grupo
2IC131
Fecha de Entrega
Martes 21 de septiembre del 2021
,OBJETIVO
1. Determinar los diferentes flujos a través del caudal obtenido, para diferentes tipos de
tuberías.
2. Estudiar el perfil de velocidad utilizando el equipo de Reynolds.
INTRODUCCIÓN
El número de Reynolds es un número adimensional utilizado para caracterizar el
movimiento de un fluido. Éste relaciona la densidad, viscosidad, velocidad y dimensión
típica de un flujo en una expresión adimensional, que interviene en numerosos problemas
de dinámica de fluidos. Su valor indica si el flujo sigue un modelo laminar o turbulento.
Mediante el uso del simulador con un determinado fluido o tinte a diferentes caudales, es
posible hallar experimentalmente el número de Reynolds. Teniendo en cuenta esto, el
objetivo del laboratorio es determinar de forma virtual el número de Reynolds de un flujo
en una tubería e identificar su estado del flujo (laminar, transición o turbulento) mediante el
análisis de los datos obtenidos.
Además, se busca responder las preguntas de análisis en base a los resultados adquiridos y
en los conceptos teóricos previamente establecidos.
MATERIALES
1. Simulador
2. Banco hidráulico.
3. Piezómetro.
4. Cronómetro.
5. Conductores de agua (tuberías de 10 mm).
6. FME05 Demostración de Osborne Reynolds.
MARCO TEÓRICO
Osborne Reynolds se especializó en el estudio del movimiento de los fluidos, en particular
de los fluidos viscosos. Reynolds estudia las condiciones en las que la circulación de un
fluido en el interior de una tubería pasaba del régimen laminar al régimen turbulento. Fruto
de estos estudios, en 1883, se vislumbra el llamado Número de Reynolds, que relaciona las
fuerzas de inercia y de viscosidad de un fluido.
El número de Reynolds (Re) es la relación de fuerzas de inercia a fuerzas viscosas y es un
parámetro conveniente para predecir si una condición de flujo será laminar o turbulento. Es
un número adimensional compuesto por las características físicas del flujo. Se puede
interpretar que cuando las fuerzas viscosas son dominantes (cuando el flujo es lento y Re es
más bajo) son suficientes para mantener todas las partículas de fluido en línea, entonces el
, flujo es laminar. Incluso Re muy bajo indica movimiento de arrastre viscoso, donde los
efectos de inercia son insignificantes. Cuando las fuerzas de inercia dominan sobre las
fuerzas viscosas (cuando el fluido fluye más rápido y Re es más grande), el flujo es
turbulento.
Imagen 1. Flujo Laminar y Turbulento
Se define como:
ρVD VD
ℜ= =
μ ν
Donde:
V es la velocidad del flujo.
D es una dimensión lineal característica (longitud recorrida del fluido; diámetro hidráulico,
etc.)
ρ densidad del fluido (kg/m3),
μ viscosidad dinámica (Pa. s),
ν viscosidad cinemática (m2/ s); ν = μ/ρ.
Regímenes de números de Reynolds
Flujo lamina: Para fines prácticos, si el número de Reynolds es menor que 2000, el flujo es
laminar. El número de transición aceptado de Reynolds para el flujo en una tubería circular
es Red crit = 2300.
Flujo transitorio: En los números de Reynolds entre aproximadamente 2000 y 4000, el flujo
es inestable como resultado del inicio de la turbulencia. Estos flujos a veces se denominan
flujos de transición.
Flujo turbulento. Si el número de Reynolds es mayor que 4000, el flujo es turbulento. La
mayoría de los sistemas de fluidos en instalaciones nucleares operan con flujo turbulento.
Diámetro hidráulico
Dado que la dimensión característica de una tubería circular es un diámetro ordinario D y
especialmente los reactores contienen canales no circulares, la dimensión característica
debe generalizarse.
Para estos fines, el número de Reynolds se define como:
