UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES

FILIAL - LIMA

FACULTAD DE INGENIERÍA

ESPECIALIDAD DE INGENIERIA CIVIL

CÁTEDRA : LABORATORIO DE MECANICA DE FLUIDOS E

HIDRÁULICA

CATEDRÁTICO : Ing. CHUMPITAZ CAMARENA, MARTIN FELIPE

ALUMNO : LARA ANTIALON, PAUL MARVIN

CICLO : VII

SECCION : B1

CUESTIONARIO DE LABORATORIO N° 1

TURNO : TARDE

CUESTIONARIO N°3: MESA LAMINAR Y MESA DE ANALOGÍAS DE

STOKES

Responda las siguientes preguntas en forma clara y precisa.

1. ¿Es posible apreciar el contorno de las líneas de un flujo uniforme

alrededor de un cuerpo hidrodinámico por medio de la mesa laminar?

Sí es posible apreciar las líneas del flujo uniforme, ya que con los objetos

hidrodinámicos (regiones de estelas muy pequeñas) las características de

arrastre se deben a las fuerzas tangenciales viscosas que se ejercen sobre la

superficie.

2. ¿Es posible visualizar un flujo uniforme en la mesa laminar? ¿Por qué?

Si fuera posible describa el procedimiento a seguir.

Sí es posible y se hace de la siguiente manera: se nivela la mesa de modo que

no haya ninguna burbuja, se llena la cámara de agua a una velocidad

constante y se inyecta la tinta fluorescente mediante las agujas hipodérmicas.

3. ¿Se puede ver el patrón de flujo alrededor de cuerpos cilíndricos en

la Mesa de Stokes?

Sí, mediante el colorante que se agrega se hace más sencillo ver el flujo que

generan los diferentes cuerpos.

4. Defina si las líneas de corriente son impermeables y cómo puede ser

comprobada en cada una de las mesas en el laboratorio.

Sí, ya que en ninguna de las pruebas realizadas en el laboratorio se cruzaban

las líneas de corriente.

5. ¿Es posible observar los flujos básicos en laboratorio? Elabora un

cuadro con los flujos básicos y diga cuáles son capaces de realizarse en

cada mesa.

CUADRO COMPARATIVO

CUBA DE REYNOLDSFLUJO TURBULENTO

FLUJO LAMINAR

MESA LAMINAR FLUJO LAMINAR

FLUJO TURBULENTOFLUJO UNIFORME

MESA DE STOKESFLUJO LAMINAR

FLUJO TURBULENTOFLUJO UNIFORME

CUESTIONARIO N° 4: CUBA DE REYNOLDS

6. Defina los siguientes conceptos:

- Flujo laminar, turbulento y transicional.

Flujo laminar: En el flujo laminar el gradiente de velocidades es diferente de

cero. El perfil de velocidad es una curva de forma suave y el fluido se mueve a

lo largo de líneas de corriente de aspecto aislado. El flujo se denomina laminar

porque aparece como una serie de capas delgadas de fluido (láminas) que se

deslizan unas sobre otras. En el flujo laminar las partículas de fluido se mueven

a lo largo de las líneas de corriente fijas y no se desplazan de una a otra. El

concepto de fricción en el fluido es una analogía adecuada para el esfuerzo

cortante más aún es realmente el resultado de una transferencia de momento

molecular, de fuerzas intermoleculares o de ambas cosas.

Flujo turbulento: Se conoce como flujo turbulento al movimiento desordenado

de un fluido: Este se caracteriza por fluctuaciones al azar en la velocidad del

fluido y por un mezclado intenso. El patrón desordenado de burbujas cercanas

a la parte inferior de la pared del canal es el resultado del mezclado del flujo

turbulento en esa zona.

Flujo transicional: El flujo laminar se transforma en turbulento en un proceso

conocido como transición; a medida que asciende el flujo laminar se convierte

en inestable por mecanismos que no se comprenden totalmente. Estas

inestabilidades crecen y el flujo se hace turbulento.

- Número de Reynolds crítico, Reynolds crítico superior y Reynolds

crítico inferior.

Número de Reynolds crítico superior y Reynolds crítico inferior: Se

pueden calcular de acuerdo al flujo que aparezca en la Cuba de Reynolds,

dependerá de si el flujo es turbulento o laminar. Estos números críticos nacen

de las relaciones de viscosidad cinemática, densidad de masa, longitud y

velocidad.

7. Realice un esquema de comparación del número de Reynolds superior

e inferior, defina valores característicos, estabilidad y facilidad de

obtención, variación, etc.

Para R " 2300 (máximo para flujo laminar en una tubería) la mayoría de las

situaciones de ingeniería pueden considerarse como “no perturbadas”, aunque

en el laboratorio no es posible obtener un flujo laminar a números de Reynolds

más elevados. Para R " 4000 (mínimo para el flujo turbulento estable en una

tubería) este tipo de flujo se da en la mayoría de aplicaciones de ingeniería.

8. Explique y realice esquemas de la experiencia de laboratorio, poniendo

especial énfasis a los conceptos de flujo laminar y turbulento, así como el

momento de determinar los números de Reynolds críticos superior e

inferior.

Para determinar el número de Reynolds se mide la temperatura del fluido con

un termómetro, luego se suelta la tinta, la cual pasará por una pequeña tubería,

este flujo es regulado por una pequeña válvula y a la salida se coloca una

probeta para medir el volumen en un determinado tiempo, con lo cual se

obtiene el caudal para luego hallarla velocidad; posteriormente se ingresa toda

la fórmula del número de Reynolds, la cual depende del diámetro de la tubería,

la velocidad, y la viscosidad cinemática .

Re = V. D

VISITA AL LABORATORIO NACIONAL DE HIDRÁULICA

ALFONSO ALCEDÁN LA CRUZ

CUBA DE REYNOLDS

Cuba de Reynolds

Laboratorio de Nacional de Hidráulica.

El profesional a cargo dándonos las indicaciones para tomar los datos.

Se libera el tinte para poder observar en qué tipo de flujo se encuentra.

se procede a tomar los datos de temperatura, tiempo, y volumen.

MESA DE LAMINAR

Medimos el volumen para colocar en nuestra hoja de datos

Mesa laminar con los perfiles.

Se le vierte el tinte para observar que comportamiento tiene el fluido con los diferentes perfiles.

CALCULOS DE LABORATORIO CON LA CUBA DE REYNOLDS1era PRUEBA

V (m3) t (s) Q m3/s Φ m ṳ Re RÉGIMEN19.1 0.00016 64.3 0.00000249 0.01 1.03112E-06 307.418601 Laminar19.1 0.00014 56.3 0.00000249 0.01 1.03112E-06 307.213838 Laminar19.1 0.00015 61.7 0.00000243 0.01 1.03112E-06 300.349717 Laminar

2da PRUEBA V (m3) t (s) Q m3/s Φ m ṳ Re RÉGIMEN

19.1 0.000205 20.4 0.00001005 0.01 1.03112E-06 1241.49458 Laminar19.1 0.00039 40.1 0.00000973 0.01 1.03112E-06 1201.54867 Laminar19.1 0.000205 21.2 0.00000967 0.01 1.03112E-06 1194.64572 Laminar

3ra PRUEBAV (m3) t (s) Q m3/s Φ m ṳ Re RÉGIMEN

19.2 0.00034 29.1 0.00001168 0.01 1.02844E-06 1447.22918 Laminar19.2 0.00023 18.5 0.00001243 0.01 1.02844E-06 1539.95309 Laminar19.2 0.000238 19.7 0.00001208 0.01 1.02844E-06 1496.44967 Laminar

T0

T0

T0

Observando cómo se forman las estelas de turbulencia.