Experimento de Reynolds.© UPV

Universitat Politècnica de València - UPV

29 Sept 201109:19

Summary

TLDREl experimento de Reynolds, desarrollado en el Departamento de Ingeniería Rural y Agroalimentaria, busca diferenciar los tipos de régimen hidráulico en tuberías. Se explica que el flujo viscoso puede ser laminar o turbulento, y se utiliza el número de Reynolds para clasificar el flujo. El experimento involucra inyectar una solución coloreada en un tubo de vidrio para observar la transición entre flujo laminar y turbulento. El equipo consta de depósitos, una válvula de aguja y un tubo vertical. A través de la medición del caudal y el análisis de los resultados, se establecen límites experimentales para los diferentes regímenes hidráulicos.

Takeaways

🔬 El experimento de Reynolds es utilizado para diferenciar los tipos de régimen hidráulico en tuberías y caracterizar el flujo.
🎨 Reynolds observó que a bajas velocidades, el fluido se mueve en capas sin mezcla transversal, identificando el flujo laminar.
🌀 Al aumentar la velocidad, se llega a un punto donde el fluido se mezcla rápidamente, caracterizando el flujo turbulento.
📊 El número de Reynolds es un factor adimensional que clasifica el flujo como laminar (<2000), inestable o de transición (entre 2000 y 4000), y turbulento (>4000).
🧪 El experimento involucra la inyección de colorante en un tubo para observar el comportamiento del flujo y determinar su régimen.
📏 La dimensión característica para el número de Reynolds en tuberías es el diámetro del conducto.
💧 El flujo laminar se define por el movimiento del fluido en capas concéntricas con un gradiente de velocidad dado por la ley de Newton.
🌪 En el flujo turbulento, las partículas se mueven erráticamente con un intercambio transversal intenso y fluctuaciones continuas de velocidad.
🛠️ El equipo para el experimento incluye un depósito de colorante, un tubo vertical de vidrio, y una válvula para regular el caudal.
⏱️ Para medir el caudal, se recoge un volumen de agua en un tiempo determinado y se divide el volumen por el tiempo transcurrido.
📈 A través de la medición del caudal y la observación del comportamiento del flujo, se relaciona el número de Reynolds con el régimen hidráulico observado.

Q & A

¿Qué objetivo principal se tiene en el experimento de Reynolds en la hidráulica?
-El objetivo principal es diferenciar los tipos de régimen hidráulico en tuberías y comprender el experimento de Reynolds para la caracterización del flujo utilizando el número de Reynolds para clasificar el flujo.
¿Qué descubrió Osborne Reynolds en su experimento de 1883?
-Reynolds descubrió que a bajas velocidades de flujo, el chorro de agua coloreada circulaba intacto sin mezclarse con el agua principal, lo que indica un flujo laminar. A velocidades más altas, el color se difunde uniformemente, indicando un flujo turbulento.
¿Cómo se define el flujo laminar?
-El flujo laminar se define como aquel en el que el fluido se mueve en capas o cilindros concéntricos, deslizándose suavemente unos sobre otros con un gradiente de velocidad dado por la ley de Newton de viscosidad.
¿Qué características tiene el flujo turbulento?
-En el flujo turbulento, el movimiento de las partículas es errático, con un intercambio transversal de cantidad de movimiento intenso, y la velocidad y presión fluctúan continuamente.
¿Cuál es el número de Reynolds y qué representa?
-El número de Reynolds es un factor adimensional que relaciona la densidad, viscosidad, velocidad y una dimensión típica de un flujo. Ayuda a determinar el tipo de flujo, ya sea laminar, turbulento o en transición.
¿Cómo se determina si el régimen de flujo es laminar, turbulento o en transición?
-Si el número de Reynolds es menor de 2000, el régimen es laminar. Si es superior a 4000, es turbulento. Y para valores entre 2000 y 4000, el régimen es inestable o de transición.
¿Qué equipos componen el experimento de Reynolds y qué función cumplen?
-El equipo consta de un depósito de colorante, un depósito central y principal, una estructura de soporte, un tubo vertical de vidrio de 13 mm de diámetro, y una válvula para regular el caudal. Sirven para inyectar colorante y medir el caudal del fluido a través de la observación del comportamiento del fluido.
¿Cómo se establece el caudal y el nivel de agua constante en el experimento?
-Se establece un caudal y un nivel de agua constante en el depósito de alimentación mediante la regulación de la válvula al pie del equipo.
¿Cómo se medirá el caudal en el experimento?
-El caudal se mide a través de la diferencia de cotas entre el nivel de agua sobre el cilindro interior y el extremo del tubo flexible. Se recoge el mayor volumen de agua posible en un tiempo determinado y se divide el volumen recogido entre el tiempo transcurrido.
¿Cómo se relaciona el número de Reynolds con el comportamiento del flujo observado?
-El número de Reynolds se relaciona con el comportamiento del flujo observado, donde valores bajos indican flujo laminar y valores altos indican flujo turbulento. Los valores intermedios sugieren un régimen de transición.
¿Qué se espera que el participante aprenda al final del experimento?
-Se espera que el participante comprenda los diferentes regímenes hidráulicos, adquiera la noción de turbulencia y asocie el número de Reynolds con los regímenes de flujo correspondientes.