UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE TABASCO DIVISIÓN DE QUÍMICA: INGENIERIA EN TECNOLOGIA AMBIENTAL MATERIA: OPERACIONES UNITARIAS I FACILITADOR: MIPA RENÉ MENDÉZ VILLEGAS TEMA: FLUJO LAMINAR ALUMNOS: MARIANA ALCUDIA VÁZQUEZ OBED DOMINGUEZ DE LA CRUZ JUAN ALBERTO HERNÁNDEZ CASTILLO JULIO DE JESÚS REYES SÁNCHEZ JUAN LARA CÁRDENAS JULIO FCO. GONZÁLEZ GÉRONIMO VERONICA MOLLINEDO SÁNCHEZ CRISTHEL HERNÁNDEZ DÍAZ NORMA ELENA GONZÁLES TORRES BEATRIZ ADRIANA FLORES PÉREZ EQUIPO 1

FLUJO LAMINAR

OBJETIVO

ANTECEDENTES Fig 1. Osborne Reynolds El ingeniero británico Osborne Reynolds observó que las líneas de colorante formaban líneas rectas y suave a baja velocidad cuando era un flujo laminar. Estudio el cambio del flujo a través de los tubos, de paso laminar a turbulento Realizó importantes contribuciones en los campos de la hidrodinámica y la dinámica de fluidos, siendo la más notable la introducción del Número de Reynolds en 1883. (A. GENGEL,2010) Fig. 2

Fig. 3 Flujo laminar y turbulento DEFINICIÓN Flujo Laminar: Es uno de los dos tipos principales de flujo en fluido, es aquel en el que el movimiento de las partículas tiene solamente el sentido y la dirección del movimiento principal del fluido. Se puede presentar en un conducto cerrado trabajando a presión (tubería), en un conducto abierto (canal) o en conducto definido por el medio estudiado (chorros de liquido, hilos o volúmenes definidos de gases, no miscibles en el medio circundante, etc. (Tolentino,2013) Fig. 4 Fig. 3 Flujo laminar y turbulento

Fig. 6 Corriente homogénea CARACTERISTICAS Fig. 5 Remolino turbulento A VELOCIDADES BAJAS LOS FLUIDOS TIENDEN A MOVERSE SIN MEZCLA LATERAL Y LA CAPAS ADYACENTES SE DESPLAZAN UNA SOBRE OTRA. NO EXISTEN CORRIENTES TRANSVERSALES NI REMOLINO LA VELOCIDAD DEL FLUIDO NO FLUCTÚA EN EL TIEMPO DE TAL MANERA QUE SE TIENE UN MOVIMIENTO PERFECTAMENTE ORDENADO, ESTRATIFICADO Y SUAVE Fig. 6 Corriente homogénea

SE ENCUENTRA CUANDO LOS FLUIDOS SON MUY VISCOSOS, COMO LOS ACEITES. FLUYEN EN PEQUEÑAS TUBERIAS O PASAJES ESTRECHOS. LAS PARTÍCULAS SE DESPLAZAN EN FORMA DE CAPAS O LÁMINAS QUE NO SE ENTREMEZCLAN ENTRE SI. Fig.7

Características del Flujo Laminar: Separadas Movimiento de partículas Regulares Trayectoria Definidas Da la impresión de que se tratara de laminas o capas paralelas. No existe intercambio transversal entre las laminas

Ejemplos Fig. 8 Chorro de agua Fig. 9 Humo del cigarro Fig. 10 Pipeteado

DIFERENCIAS CON EL FLUJO TURBULENTO Y TRANSICIONAL FLUJO TRANSICIONAL FLUJO TURBULENTO ES UNA MEZCLA DE LOS FLUJOS LAMINAR Y TURBULENTO LAS PARTÍCULAS DEL FLUIDO NO PERMANECEN EN CAPAS PUEDE SER VISCOSO O TURBULENTO DEPENDIENDO DE LOS DETALLES DEL SISTEMA, QUE NO SE PUEDEN PREDECIR NO EXISTEN LÍNEAS DE FLUJO, SINO VORTICES QUE CAMBIAN ERRÁTICAMENTE COMO CONSECUENCIA DE LA MEZCLA DE PARTÍCULAS Fig. 12 Ejemplo de flujo turbulento Fig. 11 Flujos

REYNOLDS Reynolds buscaba determinar si el movimiento del agua era laminar o turbulento, existen varias  influencias para el orden, como su viscosidad o aglutinamiento, cuando más glutinoso sea el fluido, menos probable es que el movimiento regular se altere en alguna ocasión. (Buerhend, 2011) Entonces se propuso determinar bajo que condiciones se produce el escurrimiento laminar y el turbulento, siendo que este ultimo se caracteriza por la presencia de remolinos y el otro no, la primera idea que se le ocurrió fue visualizar con colorante. @ Fig. 13 Esquema de Reynolds

Para determinar cuando un flujo es laminar o turbulento, se usa un numero adimensional llamado "numero de Reynolds" si este te da menor a 2000 es laminar si da mayor a 4000 es turbulento. Entre 2000 y 4000 es de transición, no se puede determinar que prepondera, si el laminar o turbulento.  La formula es:

EJEMPLO Determinar el caudal del fluido hidráulico que circula por una tubería con un diámetro interior de 30 mm sabiendo que su velocidad es de 4 m/s. ¿Que régimen de circulación lleva el fluido? Densidad del fluido:850 kg/m3. Viscosidad 0.55 centipoise

EJEMPLO Un flujo de leche entera a 293 K con densidad de 1030 Kg/m³ y viscosidad de 2.12 Cp, pasa a velocidad de 0.605 kg/s por una tubería de vidrio de 63.5 mm de diámetro. Calcule el numero de Reynolds. ¿Es laminar el flujo?

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