Este documento describe un experimento para determinar experimentalmente cómo afectan las variables involucradas en el cálculo del número de Reynolds. El experimento modifica parámetros como el diámetro de la manguera, la velocidad del flujo y la temperatura del agua para comparar las variaciones en el número de Reynolds. Se realizaron varios intentos midiendo la velocidad, caudal y viscosidad cinemática del agua a diferentes temperaturas y diámetros de manguera para verificar la teoría de que el número de Reynolds depende de la longitud, velocidad y viscosidad de un

1. 1INSTITUTO TECNOLÓGICO DE MEXICALI, Equipo Rojo, Ing. Química
PRÁCTICA #4
“Experimento de Reynolds”
OBJETIVO GENERAL:
Determinar experimentalmente la forma en que afectan las variables involucradas en el
cálculo del número de Reynolds.
Objetivos Específicos:
- Observar el comportamiento de algunos de los parámetros que intervienen en el
cálculo número de Reynolds.
- Modificar los parámetros para comparar las variaciones obtenidas.
- Verificar los resultados prácticos con lo analizado en la teoría.
- Capturar evidencia visual del experimento.
MARCO TEÓRICO:
 Número de Reynolds y modificación de sus variables.
La razón por la cual un flujo puede ser laminar o turbulento tiene que ver con lo que
sucede a una pequeña perturbación del flujo, una perturbación de las componentes de la
velocidad. Una perturbación del flujo puede incrementar o disminuir su tamaño. Si una
perturbación del flujo en un flujo laminar se incrementa (es decir, el flujo es inestable),
el flujo puede llegar a ser turbulento; si la perturbación disminuye, el flujo permanece
laminar.
El régimen de flujo depende de tres parámetros físicos que describen las
condiciones de flujo. El primero es una escala de longitud del campo de flujo, tal como
el espesor de una capa límite o el diámetro de un tubo. Si la escala de longitud es
suficientemente grande, una perturbación del flujo puede incrementarse y el flujo puede
llegar a ser turbulento. El segundo es una escala de velocidad tal como un promedio
espacial de la velocidad; con una velocidad suficientemente grande el flujo puede llegar
a ser turbulento. El tercero es la viscosidad cinemática; con una viscosidad
suficientemente pequeña el flujo puede llegar a ser turbulento.
Los tres parámetros se pueden combinar en uno solo que puede servir como
herramienta para predecir un régimen de flujo. Ésta cantidad es el Número de Reynolds,
nombrada así en honor de Osborne Reynolds (1842-1912) un parámetro sin dimensiones,
definido como:
𝑅𝑒 =
𝑉𝐿
𝜈
donde L y V son una longitud y velocidad características, respectivamente, y 𝜈 es la
viscosidad cinemática; por ejemplo, en un flujo por un tubo L es el diámetro y V la
velocidad promedio. Si el número de Reynolds es relativamente pequeño, el flujo es
laminar; si es grande, el flujo es turbulento.
 Viscosidad cinemática.
La viscosidad puede ser considerada como la pegajosidad interna de un fluido. Es una de
las propiedades que influye en la potencia necesaria para mover una superficie
aerodinámica a través de la atmósfera. Responde a las pérdidas de energía asociadas con
el transporte de fluidos en ductos, canales y tuberías. Además, la viscosidad desempeña
un papel primordial en la generación de turbulencia. La viscosidad es una propiedad de
fluido extremadamente importante en el estudio de flujos.

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La velocidad de deformación de un fluido está directamente ligada a su
viscosidad. Con un esfuerzo dado, un fluido altamente viscoso se deforma más lentamente
que un fluido de baja densidad. Como en la derivación de ecuaciones la viscosidad a
menudo se divide entre la densidad, es útil y común definir la viscosidad cinemática
como:
𝜈 =
𝜇
𝜌
donde las unidades de 𝜈 son m2
/s (ft2
/seg). Obsérvese que para un gas, la viscosidad
cinemática también dependerá de la presión en vista de que la densidad es sensible a la
presión.
En la figura 1, se observa que la
viscosidad de un líquido disminuye con
un aumento en la temperatura, mientras
que en un gas ocurre curiosamente lo
contrario. La explicación de estas
tendencias es la siguiente: en un líquido
las moléculas tienen una movilidad
limitada con fuerzas cohesivas grandes
presentes entre las moléculas. Esto se
manifiesta en la propiedad del fluido que
se ha llamado viscosidad. Un aumento en
la temperatura disminuye la cohesión
entre las moléculas (en promedio, se
apartan más) y existe un decrecimiento
en la “pegajosidad” del fluido, es decir,
un descenso en la viscosidad. En un gas
las moléculas tienen gran movilidad y
generalmente están apartadas pues, en
contraste con un líquido, existe poca
cohesión entre ellas. Sin embargo, las
moléculas interactúan chocando unas
con otras durante sus movimientos
rápidos. La propiedad de viscosidad
resulta de estos choques.
Para cálculos posteriores de la viscosidad cinemática en el caso específico del
agua, se utilizará la siguiente tabla en relación con la temperatura de la misma:
Figura 1 Viscosidad vs Temperatura
Figura 2 Viscosidad Cinemática del Agua a diferentes
temperaturas, tomado de Mecánica de Fluidos de Robert
Mott.

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 Velocidad del flujo.
Cuando agua sale de un grifo a velocidad muy baja, el flujo parece suave y estable. La
corriente tiene un diámetro casi uniforme y hay poca o ninguna evidencia de que sus
distintas partes se mezclan. A éste se le denomina flujo laminar, término derivado de la
palabra lámina, debido a que el fluido parece moverse en láminas continuas con poca o
ninguna mezcla de una capa con las adyacentes.
Cuando el grifo está abierto casi por completo, el agua tiene una velocidad mayor.
Los elementos del fluido parecen mezclarse de forma caótica dentro de la corriente. Ésta
es la descripción general de un flujo turbulento. Si al tener el flujo laminar se abre
lentamente el grifo, la sección transversal de la corriente parecería oscilar hacia dentro y
hacia fuera, aun cuando el flujo fuera suave en general. Esta región de flujo recibe el
nombre de zona de transición, y en ella el flujo cambia de laminar a turbulento. Las
velocidades mayores producen oscilaciones de ese tipo hasta que el flujo se vuelve
turbulento, eventualmente.
El ejemplo del flujo de agua en un grifo ilustra la importancia de la velocidad del
flujo para definir la índole del mismo.
MATERIALES:
- Agua.
- Azul de metileno.
- 3 vasos de precipitados de 1lt.
- 1 parrilla eléctrica.
- 1 vernier.
- 2 mangueras de látex.
- 3 mangueras transparentes de distintos diámetros.
- 1 piseta.
- 1 bomba parcialmente sumergible marca FADAK B-72.
- 1 contenedor para la bomba.
- 1 llave de paso.
- Cronómetro.
PROCEDIMIENTO:
1. Pedir y limpiar adecuadamente el material a utilizar.
2. Conectar y acomodar el material (mangueras de látex proporcionando agua a la
bomba, una manguera transparente desde la salida de la bomba hacia la llave
modificadora del flujo y otra manguera a la salida de la llave que direccione el
flujo de la bomba al vaso de precipitados).
3. Con el vernier, medir el diámetro interno de la manguera por la cual se obtendrá
el fluido.
4. Determinar la altura a la que se querrá llegar en el vaso de precipitado de 1 litro
para obtener el caudal.
5. Abrir la llave de agua para crear flujo.
6. Conectar a la corriente la bomba.
7. Tomar la temperatura del agua.
8. Abrir la llave de agua de salida según lo deseado para obtener valores de velocidad
deseados.
9. Contabilizar el tiempo en el que se llena el vaso de precipitados hasta la altura
deseada y obtener caudal y velocidad con ello.
10. Si se desea modificar la viscosidad cinemática, calentar en dos vasos de
precipitados de 1lt agua hasta la temperatura deseada, e ir agregando

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gradualmente al recipiente con la bomba, para observar el momento en que el agua
del recipiente de la bomba y el agua caliente llegan al equilibrio, añadir colorante
azul de metileno.
11. Capturar los datos obtenidos y calcular los números de Reynolds
correspondientes.
12. Repetir los pasos 7, 8, 9, 10 y 11 tantas veces como sea necesario.
13. Comparar teórica y gráficamente la relación entre las variables que involucra el
número de Reynolds.
14. Desmontar, limpiar y entregar el material.
Figura 3 Parte del material utilizado. Figura 4 Midiendo diámetro de la salida de la manguera.
Figura 5 Acomodando la bomba. Figura 6 Midiendo temperatura del agua.
Figura 7 Realizando un intento del experimento .Figura 8 Agregando agua caliente.

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CÁLCULOS Y RESULTADOS:
INTENTO 1
FLUJO TOTAL, MANGUERA
VERDE, TEMPERATURA
AMBIENTE.
Temp (°C)
Visc Cin
(m2/s)
Volumen
(m3)
Tiempo (s)
Flujo
Volumétrico
(m3/s)
Área (m2)
Diámetro
(m)
Velocidad
(m/s)
Re
22 9,629E-07 0,0005 15,26 3,27654E-05 1,9635E-05 0,005 1,668728106 8665,116345
INTENTO 2
FLUJO MEDIANO, MANGUERA VERDE,
TEMPERATURA AMBIENTE
Temp (°C)
Visc Cin
(m2/s)
Volumen
(m3)
Tiempo (s)
Flujo
Volumétrico
(m3/s)
Área (m2)
Diámetro
(m)
Velocidad
(m/s)
Re
22 9,629E-07 0,0005 17,74 2,81849E-05 1,9635E-05 0,005 1,435444808 7453,75848
INTENTO 3
FLUJO CHICO, MANGUERA
VERDE, TEMPERATURA
AMBIENTE
Temp (°C)
Visc Cin
(m2/s)
Volumen
(m3)
Tiempo (s)
Flujo
Volumétrico
(m3/s)
Área (m2)
Diámetro
(m)
Velocidad
(m/s)
Re
22 1,1168E-06 0,0005 52,63 9,50029E-06 1,9635E-05 0,005 0,483845542 2166,213925
INTENTO 4
FLUJO TOTAL, MANGUERA
VERDE, TEMPERATURA ALTA
Temp (°C)
Visc Cin
(m2/s)
Volumen
(m3)
Tiempo (s)
Flujo
Volumétrico
(m3/s)
Área (m2)
Diámetro
(m)
Velocidad
(m/s)
Re
28 8,394E-07 0,0005 14,48 3,45304E-05 1,9635E-05 0,005 1,758618156 10475,44768
INTENTO 5
FLUJO TOTAL, MANGUERA
VERDE, TEMPERATURA ALTA
Temp (°C)
Visc Cin
(m2/s)
Volumen
(m3)
Tiempo (s)
Flujo
Volumétrico
(m3/s)
Área (m2)
Diámetro
(m)
Velocidad
(m/s)
Re
32 8,039E-07 0,0005 14,42 3,46741E-05 1,9635E-05 0,005 1,765935568 10983,55248
INTENTO 6
FLUJO TOTAL, MANGUERA GRANDE,
TEMPERATURA AMBIENTE
Temp (°C)
Visc Cin
(m2/s)
Volumen
(m3)
Tiempo (s)
Flujo
Volumétrico
(m3/s)
Área (m2)
Diámetro
(m)
Velocidad
(m/s)
Re
26 8,774E-07 0,0005 5,98 8,3612E-05 0,000132732 0,013 0,629929917 9333,358692
INTENTO 7
FLUJO MEDIO, MANGUERA GRANDE,
TEMPERATURA AMBIENTE
Temp (°C)
Visc Cin
(m2/s)
Volumen
(m3)
Tiempo (s)
Flujo
Volumétrico
(m3/s)
Área (m2)
Diámetro
(m)
Velocidad
(m/s)
Re
24 9,186E-07 0,0005 13,68 3,65497E-05 0,000132732 0,013 0,275364101 3896,944604
INTENTO 8
FLUJO CHICO, MANGUERA GRANDE,
TEMPERATURA AMBIENTE
Temp (°C)
Visc Cin
(m2/s)
Volumen
(m3)
Tiempo (s)
Flujo
Volumétrico
(m3/s)
Área (m2)
Diámetro
(m)
Velocidad
(m/s)
Re
24 9,186E-07 0,0005 71,01 7,04126E-06 0,000132732 0,013 0,053048597 750,7421797

6. 6 INSTITUTO TECNOLÓGICO DE MEXICALI, Equipo Rojo, Ing. Química
INTENTO 9
FLUJO TOTAL, MANGUERA
GRANDE, TEMPERATURA ALTA
Temp (°C)
Visc Cin
(m2/s)
Volumen
(m3)
Tiempo (s)
Flujo
Volumétrico
(m3/s)
Área (m2)
Diámetro
(m)
Velocidad
(m/s)
Re
34 0,000000722 0,0005 5,53 9,04159E-05 0,000132732 0,013 0,681190036 12265,19456
INTENTO
10
FLUJO TOTAL, MANGUERA
GRANDE, TEMPERATURA ALTA
Temp (°C)
Visc Cin
(m2/s)
Volumen
(m3)
Tiempo (s)
Flujo
Volumétrico
(m3/s)
Área (m2)
Diámetro
(m)
Velocidad
(m/s)
Re
34 0,000000722 0,0005 5,66 8,83392E-05 0,000132732 0,013 0,665544329 11983,48515
INTENTO
11
FLUJO MEDIO, MANGUERA
GRANDE, TEMPERATURA ALTA
Temp (°C)
Visc Cin
(m2/s)
Volumen
(m3)
Tiempo (s)
Flujo
Volumétrico
(m3/s)
Área (m2)
Diámetro
(m)
Velocidad
(m/s)
Re
42 0,000000656 0,0005 10,22 4,89237E-05 0,000132732 0,013 0,368589129 7304,357746
INTENTO
12
FLUJO CHICO, MANGUERA
GRANDE, TEMPERATURA ALTA
Temp (°C)
Visc Cin
(m2/s)
Volumen
(m3)
Tiempo (s)
Flujo
Volumétrico
(m3/s)
Área (m2)
Diámetro
(m)
Velocidad
(m/s)
Re
40 0,000000656 0,0005 116,69 4,28486E-06 0,000132732 0,013 0,032281951 639,7337918
ANÁLISIS:
Con los resultados obtenidos se pudo verificar la relación existente entre los parámetros
involucrados en el cálculo del número de Reynolds. Podemos observar fácilmente su
vínculo analizando las gráficas siguientes. En la figura 9, se examina la relación entre la
viscosidad cinemática del fluido y el número de Reynolds, con la forma de la gráfica es
sencillo notar que para viscosidades cinemáticas más pequeñas el número de Reynolds es
mayor. También es posible percatarse de un valor con baja viscosidad cinemática y un
número de Reynolds no tan elevado, esto es debido a que en ese intento del experimento,
la velocidad del flujo era menor y esto afectó más al valor de Reynolds.
En la figura 10, se observa el mismo caso pero para la manguera de diámetro
menor. Los resultados son muy parecidos a los anteriores, a mayor viscosidad cinemática
(menor temperatura) es menor el valor del número de Reynolds, y viceversa.

7. 7INSTITUTO TECNOLÓGICO DE MEXICALI, Equipo Rojo, Ing. Química
Figura 9 Viscosidad Cinemática vs Re, diámetro grande
Figura 10 Viscosidad Cinemática vs Re, diámetro chico
En las figuras 11 y 12 podemos observar los cambios del número de Reynolds con
respecto a la velocidad del flujo. Se percibe de forma sencilla cómo, al aumentar la
velocidad del flujo, el número de Reynolds aumenta también, con ello podemos deducir
que el número de Reynolds es directamente proporcional a la velocidad del flujo.
Además de ello, comparando ambas gráficas, las velocidades máximas a las que
se pudo llegar dependió del diámetro de la manguera, es decir, en la figura 11 que concibe
los datos para la manguera mayor, la velocidad máxima fue entre 0,6 y 0,7 m/s, en cambio,
en la figura 12, para la manguera de diámetro menor, la velocidad máxima fue entre 1,7
y 1,8 m/s. Con ello se puede llegar a la deducción de que, al aumentar el diámetro del
tubo, la velocidad disminuye ya que el flujo tiene que abarcar más espacio dentro de la
tubería, en cambio, para una tubería menor, la velocidad aumenta. Pero el diámetro
también es importante en el cálculo del número de Reynolds, por ejemplo, observando
las tablas del apartado Cálculos y Resultados, el intento 1 y el intento 6 son idénticos,
excepto por el hecho de que el diámetro es distinto, donde podemos observar que para el
diámetro menor Reynolds es menor. Éste fenómeno es igualmente observable en los
intentos 4 y 9, y 5 y 10.

8. 8 INSTITUTO TECNOLÓGICO DE MEXICALI, Equipo Rojo, Ing. Química
Figura 11 Velocidad vs Re, diámetro grande.
Figura 12 Velocidad vs Re, diámetro chico.
OBSERVACIONES:
Los resultados obtenidos pudieron tener alguna variación debido a no haber llegado a un
equilibrio total entre el agua a temperatura ambiente y el agua caliente. También puede
haber errores humanos en variación de tiempos. No pudo observarse gran modificación
en la viscosidad cinemática debido a la sustancia utilizada (agua) y a las temperaturas
alcanzadas, que poseen una viscosidad cinemática parecida. Otro factor de error en el
momento de comparación de datos es, por ejemplo, que en el flujo total al estar la
manguera totalmente abierta se podrán comparar de forma sencilla, pero, en los flujos
medianos y chicos, al haber sido realizados por “tanteo”, no son exactos los resultados,
no se realizó una graduación en la llave para determinar exactamente en qué posición se
tomaría como “flujo mediano” o “flujo chico”.

9. 9INSTITUTO TECNOLÓGICO DE MEXICALI, Equipo Rojo, Ing. Química
FUENTES DE INFORMACIÓN:
Libros:
- Potter, Merle & Wiggert, David. (). Mecánica de Fluidos. Editorial Thomson.
Tercera Edición. México.
- Shames, Irving. (1995). Mecánica de Fluidos. Editorial McGraw-Hill. Tercera
edición. Colombia. Págs. 11-12.
- Mott, Robert. (2006). Mecánica de Fluidos. Editorial Pearson Educación. Sexta
Edición. México. Págs. 226-231.