Laboratorio de Hidráulica I Práctica No. 5. “Estados del flujo en un canal”

PRÁCTICA No. 5 “Estados del flujo en un canal” OBJETIVO: “Observar la generación y el comportamiento de diversos estados del flujo en un canal”.

INTRODUCCIÓN Para poder comprender por completo el comportamiento de un fluido, se necesitan determinar un gran número de características o parámetros que, juntos y/o individualmente, proporcionan datos muy importantes obtenidos a partir de consideraciones por demás significativas. De todos aquellos parámetros probablemente los más sencillos de calcular y, por consiguiente, los que pueden proporcionar información rápida del tipo de flujo que se desarrolla son el número de Reynolds y el número de Froude. El número de Reynolds es fundamental para comprender las características del flujo que se genera dentro de una tubería a presión, en tanto que, el número de Froude, ayuda a caracterizar el tipo de flujo presente en un canal abierto. El número de Reynolds y el número de Froude El número de Reynolds ilustra matemáticamente la importancia que tienen las fuerzas viscosas en la generación del flujo. Un número de Reynolds grande indica una preponderancia marcada de las fuerzas de inercia sobre las fuerzas viscosas (flujo turbulento), condiciones bajo las cuales la viscosidad tiene escasa importancia. Por el contrario, si el número de Reynolds presenta un valor muy bajo, entonces las fuerzas viscosas son las que rigen el desempeño del flujo (flujo laminar). Re =

VD ν

(5.1)

En la ecuación anterior, V es el valor de la velocidad a la cual se mueve el flujo, D el diámetro de la tubería dentro de la cual fluye y ν es la viscosidad del fluido. El número de Reynolds es un valor exclusivo utilizado para caracterizar el flujo que se genera en tuberías, para poder aplicarlo a un flujo en un canal abierto es necesario realizar algunas adecuaciones. Para ello es necesario considerar, en lugar del diámetro de la tubería, el radio hidráulico de la sección en la cual fluye el gasto: Re =

VRH ν

(5.2)

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donde, RH =

A P

(5.3)

El radio hidráulico es la relación que existe entre el área hidráulica de la sección en estudio (A) y el perímetro mojado de la misma (P). En general, cuando: Re