Montaje e instalación de un equipo para estudiar la ecuación de continuidad y el régimen de flujo en tuberías circulares

Abstract

The general objective of this thesis was: to carry out the study of the continuity equation and the flow regime in circular pipes, for which the assembly and installation of a piece of equipment was carried out, which has as its main components two glass tubes connected in series in which water is made to flow and a dye is injected to observe the flow regime, which are called section BC and section DE, whose interior diameters are: 0.026 m and 0.013 m, respectively, so the corresponding flow area was: 5.31 × 10−4 m2 and 1.33 × 10−4 m2. Four tests of the equipment were carried out, evaluating the flow rate, average speed and Reynolds number in said sections, thus obtaining the following results: test 1 with (5.2 × 10−6 m3/s), section BC (0.0097 m/s, 315.42, laminar flow) and section DE (0.0389 m/s, 630.84, laminar flow); test 2 with (1.52 × 10−5 m3/s), section BC (0.0287 m/s, 931.27, laminar flow) and section DE (0.1148 m/s, 1862.53, laminar flow); test 3 with (3.90 × 10−5 m3/s), section BC (0.0735 m/s, 2385.51, transitional flow) and section DE (0.2942 m/s, 4771.02, turbulent flow); finally test 4 with (7.78 × 10−5 m3/s), section BC (0.1465 m/s, 4750.39, turbulent flow) and section DE (0.5858 m/ s, 9500.78, turbulent flow). By comparing the observed flow regime with the results of the Reynolds number, it was verified that the evaluation of the study variables is correct, thus achieving the general objective and testing the general hypothesis.

El objetivo general de la presente tesis fue: realizar el estudio de la ecuación de continuidad y el régimen de flujo en tuberías circulares, por lo cual se efectuó el montaje e instalación de un equipo, el mismo que tiene como componentes principales a dos tubos de vidrio conectados en serie en los que se hace fluir agua y se inyecta un colorante para observar el régimen de flujo, los que se denominan tramo BC y tramo DE, cuyos diámetros interiores son: 0.026 m y 0.013 m, respectivamente, por lo que el área de flujo correspondiente resultó: 5.31 × 10−4 m2 y 1.33 × 10−4 m2. Se realizaron cuatro pruebas del equipo, evaluándose en dichos tramos, el caudal, la velocidad promedio y el número de Reynolds, obteniéndose de esta manera los siguientes resultados: prueba 1 con (5.2 × 10−6 m3/s), tramo BC (0.0097 m/s, 315.42, flujo laminar) y tramo DE (0.0389 m/s, 630.84, flujo laminar); prueba 2 con (1.52 × 10−5 m3/s), tramo BC (0.0287 m/s, 931.27, flujo laminar) y tramo DE (0.1148 m/s, 1862.53, flujo laminar); prueba 3 con (3.90 × 10−5 m3/s), tramo BC (0.0735 m/s, 2385.51, flujo de transición) y tramo DE (0.2942 m/s, 4771.02, flujo turbulento); finalmente la prueba 4 con (7.78 × 10−5 m3/s), tramo BC (0.1465 m/s, 4750.39, flujo turbulento) y tramo DE (0.5858 m/s, 9500.78, flujo turbulento). Al compararse el régimen de flujo observado con los resultados del número de Reynolds, se verificó que la evaluación de las variables de estudio está correcta, logrando así cumplir el objetivo general y probar la hipótesis general.