Mecanica de Fluidos II

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PRÁCTICA DE

LABORATORIO Nª03 TEMA:

Estado y régimen del flujoDOCENTE : Ing. ABEL MUÑIZ PAUCARMAYTA

ALUMNOS :ORELLANA GUTIERREZ GLORIA

SEMESTRE : VI

Mecanica de Fluidos II

OBJETIVO

Determinar los estados y regímenes que se presentan en flujos

MARCO TEÓRICO

INTRODUCCIÓN

Estado del flujo

Dependiendo de la magnitud de la proporción de las fuerzas de inercia sobre las fuerzas de viscosidad número de Reynolds, Re, el estado del flujo para canales a superficie libre, se clasifica como:

Laminar ℜ≤500 Transitorio 500≤ℜ≤12500 Turbulento 12500≤ℜ

Siendo

Re=VLv

= 4VRv

Donde V = velocidad del flujo en m/s L = longitud característica, m. La longitud característica en conductos a superficie libre es igual a cuatro veces el radio hidráulico R. ν = viscosidad cinemática del fluido en m²/s

Si las fuerzas viscosas predominan sobre las de inercia, se considera el estado del flujo como laminar, mientras que cuando las fuerzas de inercia predominan sobre las viscosas se considera el estado del flujo como turbulento.

Régimen del flujo

Si se relacionan las fuerzas de inercia con las fuerzas gravitacionales se obtiene un parámetro adimensional conocido como número de Froude (Fr), el cual permite clasificar al flujo como subcrítico, crítico y supercrítico. El número de Froude se escribe

Fr= V

√gDDonde V = velocidad media del flujo, m/s g = aceleración de la gravedad, m/s2 D = profundidad hidráulica, m

Dependiendo de la magnitud de la proporción de las fuerzas de gravedad e inercia, el régimen del flujo es clasificado como: ▲ Subcrítico Fr < 1 ▲ Crítico Fr = 1 ▲ Supercrítico Fr > 1

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Mecanica de Fluidos IIEQUIPO

o Cinta métricao Cronómetro

PROCEDIMIENTO1. Aforo volumétrico, m³/s 2. Medir la profundidad del flujo en diferentes secciones transversales, m 3. Calcular el área hidráulica A, m² 4. Medir la temperatura, °C 5. Medir el espejo del agua B, m 6. Calcular el perímetro mojado P, m 7. Calcular la velocidad del flujo, m/s

V=Q /A8. Calcular el número de Froude 9. Clasificar el régimen de acuerdo al número de Froude 10. De la tabla 1, con la temperatura medida, calcular la viscosidad cinemática Ѵ , m²/s 11. Calcular el radio hidráulico R, m

R=A /P12. Calcular el número de Reynolds 13. Clasificar el estado del flujo en función al número de Reynolds

METODOLOGÍA DE LA PRÁCTICA

1. Realizamos el aforo del canal (método del flotador)

Vista de perfil del canal

Sección transversal del canal

Para determinar la velocidad del fluido, se hizo lectura de tiempos de desplazamiento del flotador, para una distancia de 2m.

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Mecanica de Fluidos II

Distancia = 2mN° REGISTRO Tiempo (seg)

1 3.82 43 4.64 3.95 3.8

Promedio 3.98

El tiempo promedio calculado es 3.98m /s Ahora determinamos la velocidad del líquido.

V=Dt= 2m3.98 seg

=0.50m /seg

2. La profundidad del flujo es de 0.02m

3. Radio hidráulicoDe la sección transversal mostrada en el gráfico se determinan las relaciones geométricas del canal.

R= byb+2 y

= 20cm∗2cm2∗2cm+20cm

=1.67cm=0.0167m

4. Determinamos el número de Reynolds

Re=4VRv

= 4×0.5m / s×0.0167m1.308×10−5

=2553.5

El número de Reynolds es: Re=2553.5

∴ El estado de flujo es TRANSITORIO

RESULTADOS Y CONCLUSIONES

Del ensayo en laboratorio se obtuvieron los siguientes resultados

Re=2553.5, entonces el estado del flujo es Transitorio

Fr=1.13, entonces el régimen del flujo es Supercrítico

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