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REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITECNICA DE LA FUERZA ARMADA NÚCLEO GUÁRICO - SEDE TUCUPIDO ING MECANICA R5-1

FLUJOS TURBULENTOS

FACILITADOR: Ing. Ramseg Figueroa BACHILLERES: Guerra Manuel Cl. 19.374.512 Crespo José CI. 20.734.034 Morales Aurelio CI. 21.581.756 Armas Jorge CI. 19.963.873

ENERO, 2014

INTRODUCCION El flujo turbulento es el que mas se presenta en la practica de ingeniería. En este tipo de flujo las partículas del fluido se mueven en trayectorias erráticas, es decir, en trayectorias muy irregulares sin seguir un orden establecido, ocasionando la transferencia de cantidad de movimiento de una porción de fluido a otra, de modo similar a la transferencia de cantidad de movimiento molecular pero a una escala mayor.

INDICE INTRODUCCION……………………………………………………………… III 1. FLUJOS TURBULENTOS………………………………………………... 4 1.1. NÚMERO DE REYNOLDS……………………………………………. 4 1.1.1.

TUBOS LISOS……………………………………………………... 5

1.1.1.1. FACTOR DE FRICCIÓN PARA TUBOS LISOS……………… 5 1.1.2. TUBOS RUGOSOS……………………………………………….... 5 1.1.2.1. FACTOR DE FRICCIÓN PARA TUBOS RUGOSOS………... 5 1.2. NUMEROS DE REYNOLDS CRÍTICOS…………………………….. 6 1.3. DIAGRAMA DE MOODY…………………………………………….... 6 1.4. LEY DE FRICCIÓN EN TUBERÍAS………………………………….. 7 CONCLUSION…………………………………………………………………. 8 BIBLIOGRAFIA……………………………………………………………….... 9

1. FLUJOS TURBULENTOS Este tipo de flujo se caracteriza por trayectorias circulares erráticas, semejantes a remolinos. El flujo turbulento ocurre cuando las velocidades de flujo son generalmente muy altas o en fluidos en los que las fuerzas viscosas son muy pequeñas. La turbulencia puede originarse por la presencia de paredes en contacto con el fluido o por la existencia de capas que se muevan a diferentes velocidades. Además, un flujo turbulento puede desarrollarse bien sea en un conducto liso o en un conducto rugoso. 1.1.

NÚMERO DE REYNOLDS

El régimen de flujo depende de tres parámetros físicos que describen las condiciones del flujo. 1) El primer parámetro es una escala de longitud del campo de flujo, como el espesor de una capa límite o el diámetro de una tubería. Si dicha escala de longitud es lo bastantemente grande, una perturbación del flujo podría aumentar y el flujo podría volverse turbulento. 2) El segundo parámetro es una escala de velocidad tal como un promedio espacial de la velocidad; si la velocidad es lo bastante grande el flujo podría ser turbulento. 3) El tercer parámetro es la viscosidad cinemática; si la viscosidad es lo bastante pequeña, el flujo puede ser turbulento. Estos tres parámetros se combinan en un solo parámetro conocido como el número de Reynolds (R), con el cual se puede predecir el régimen de flujo, si R > 4000 el flujo será turbulento. Cuando el flujo entra en régimen turbulento, se puede presentar el caso de que el conducto sea liso o el caso de que el conducto sea rugoso.

1.1.1. TUBOS LISOS Se presentan tres subcapas: a) Subcapa viscosa: el movimiento es primariamente viscoso, aunque no es estrictamente laminar y la velocidad varía linealmente. Esta subcapa es muy

difícil de observar bajo

condiciones experimentales. Sin embargo su importancia es decisiva para la determinación de las fuerzas de arrastre. b) Capa de transición: el flujo es turbulento, pero la viscosidad todavía ejerce su influencia. c) Zona de turbulencia: se aplica la teoría de longitud de mezcla de Prandtl, asumiendo que el flujo turbulento en una tubería está fuertemente influenciado por el fenómeno del flujo cercano a la pared.

1.1.1.1. 

FACTOR DE FRICCIÓN PARA TUBOS LISOS

Donde los efectos de viscosidad predominan y el factor de fricción depende únicamente del número de Reynolds.

1.1.2. TUBOS RUGOSOS Se presentan dos casos, según que el tamaño de la rugosidad sea o no mayor que el espesor de las subcapas viscosas y de transición. 1.1.2.1. 

FACTOR DE FRICCIÓN PARA TUBOS RUGOSOS

Si el tamaño de la rugosidad es mayor que el espesor de las subcapas viscosas y de transición: la viscosidad no tendrá ningún efecto apreciable sobre el factor de fricción, y este solo dependerá de la rugosidad relativa.



Si el tamaño de la rugosidad es menor que el espesor de las subcapas viscosas y de transición: se presenta el régimen de

transición entre el movimiento turbulento liso y turbulento rugoso, donde el factor de fricción depende del número de Reynolds y de la rugosidad relativa.

1.2. NUMEROS DE REYNOLDS CRÍTICOS Para aplicaciones prácticas del flujo en tuberías, encontramos que si el número de Reynolds para el flujo es menor que 2000, este será laminar. Si el número de Reynolds es mayor que 4000, el flujo será turbulento. En el rango de números de Reynolds entre 2000 y 4000 es imposible predecir que flujo existe; por tanto le denominaremos región crítica. 

Si NR < 2000, el flujo es laminar



Si NR> 4000, el flujo es turbulento

1.3. DIAGRAMA DE MOODY El diagrama de Moody (1944), permite determinar el valor del factor de fricción f a partir de Re y K/D de forma directa. Es una representación log - log del factor de fricción f frente al Re, tomando como parámetro K/D. Se distinguen cinco zonas, correspondientes a los distintos regímenes hidráulicos, correspondiendo al coeficiente de fricción f valores diferentes en cada caso. En el caso de que no se puede calcular Re por desconocer la velocidad (v), en abcisas en la parte superior del diagrama aparece el valor:

Dicho diagrama se puede aplicar a cualquier líquido y a cualquier tipo de flujo.

1.4.

LEY DE FRICCIÓN EN TUBERÍAS

La ecuación de Darcy-Weisbach es una ecuación ampliamente usada en hidráulica. Permite el cálculo de la pérdida de carga debida a la fricción dentro una tubería llena. La ecuación fue inicialmente una variante de la ecuación de Prony, desarrollada por el francés Henry Darcy. En 1845 fue refinada por Julius Weisbach, de Sajonia. Esta fórmula permite la evaluación apropiada del efecto de cada uno de los factores que inciden en la pérdida de energía en una tubería. Es una de las pocas expresiones que agrupan estos factores. La ventaja de esta fórmula es que puede aplicarse a todos los tipos de flujo hidráulico (laminar, transicional y turbulento), debiendo el coeficiente de fricción tomar los valores adecuados, según corresponda. Cuando el flujo es turbulento, el valor de f va a depender de dos parámetros: el número de Reynolds y la rugosidad relativa, e/ D (rugosidad absoluta dividida por el diámetro). Von Kármán y Prandtl pusieron de relieve que f depende de uno y otro parámetro en función de la relación entre el espesor de la subcapa límite laminar y la rugosidad.

CONCLUSION Un flujo turbulento o corriente turbulenta, es el movimiento de un fluido que se da en forma caótica, en que las partículas se mueven desordenadamente y las trayectorias de las partículas se encuentran formando pequeños remolinos aperiódicos, como por ejemplo el agua en un canal de gran pendiente. Debido a esto, la trayectoria de una partícula se puede predecir hasta una cierta escala, a partir de la cual la trayectoria de la misma es impredecible, más precisamente caótica.

BIBLIOGRAFIA http://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/conceptosbasicosmfluidos/fl ujotturbulento/flujoturbulento.html https://www5.uva.es/guia_docente/uploads/2012/389/51453/1/Documento 3.pdf http://ocwus.us.es/ingenieria-agroforestal/hidraulica-yriegos/temario/Tema%202.Conducciones%20forzadas/tutorial_10.htm