EXPERIÊMENTO DE REYNOLDS: VISUALIZAÇÃO DE ESCOAMENTO

1. Objetivo

Visualizar e definir os tipos de escoamento: Escoamento laminar; Escoamento de transição; Escoamento turbulento. Determinar experimentalmente a variação do coeficiente de atrito com o

número de Reynolds a partir de gráfico.

2. Introdução

3. Materiais e métodos

Balde graduado; Liquido com corante; Calculadora; Cronometro; Paquimetro; Bancada de ensaio de vazão.

3.1metodologia

1

O processo de teste do experimento se inicia, com a conferência da bancada e observação do equipamento se esta tudo de acordo, a colocação de liquido colorido (corante) no recipiente. Após essas observação e iniciada a distribuição de cada integrante do grupo para uma função.

Para iniciarmos os procedimentos primeiro foi necessário organizar os alunos para que cada um se apropriasse de uma função a fim de deslocarmos cada pessoa para que o procedimento pudesse ser bem feito.

Um aluno ficou responsável pela a torneira de vazão para que pudesse ser feita a vazão corretamente e que esse valor não fosses alterado durante o experimento para não mascarar as amostras, propriamente dita. Outros alunos fixou responsável pelo cronometro a pessoa escolhida a fazer essa atividade precisa ter boa atenção para cronometrara corretamente. Outra pessoa controlando a válvula de medição de nível do reservatório para que não afetasse a velocidade de saída da água com isso poderia acarretar a má medição dos experimentos e a anotação dos dados que poderiam vir a ser errado. Uma pessoa com uma boa visão para visualizar o tubo de acrílico para ver o escoamento do corante e passar os dados para aultima pessoa que estava anotando tudo.

A primeira parte foi a regulagem do nível do reservatório para que pudesse ter uma velocidade de escoamento uniforme e sem aumentar a velocidade de

4.Resultados e discussão

 Visualização das regiões de escoamento foi nitidamente caracterizadas pelo grupo, diferenciando-os como laminar, intermediário e turbulento em função de Re, conforme literatura.

Após serem realizadas todas as medições de amostras em triplicata, foi possível descrever a análise dimensional do número de Reynolds, e para cada Re obtido, determinou-se o fator de atrito a partir das correlações propostas.

Além disso, puderam ser calculadas as vazões volumétricas de cada amostra, a vazão volumétrica para cada triplicata e posteriormente a vazão volumétrica média da água, a velocidade média do escoamento do fluido. Para tal, fez-uso das seguintes equações:

4.1 Números de Reynolds:

2

Re=Dνμ

4.2 Áreas do tubo: 

A=πR unidade de medida (m²)

4.3 Vazão volumétricas média da água:

Q=vt unidade de medida Q(m³/s)

4.4 Velocidades médias do escoamento do fluido:

Q=v.A V=QA

unidade de medida V(m/s)

4.4.1Considerando (A) área do tubo de em (m²)

4.5 Para os cálculos usamos os seguintes parâmetros

Temperatura ambiente: 26 °C Diâmetro do tubo = 40,9mm ou 0,0409 m Espessura da parede do tubo: 2mm ou 0,002m Diâmetro do tubo descontado a parede: 38,9mm ou 0,0389 m Densidade da água na temperatura ambiente (ρ) = 997 Viscosidade da água na temperatura ambiente (μ) = 0,893x 10-6

4.6 Escoamentos laminar

Tabela 1

N Volume (ml) tempo (s) Visual1 190 39,092 180 36,033 180 37,114 210 41,745 160 32,28

Média 184 37,25

4.6.1Aplicando esses valores na equação da vazão para obter os valores que nos interessa

4.6.2 Calculando vazão por volume:

3

Q=vt Q=

184ml37,25 s

Q= 4,94 ml ou Q= 4,94x10−6 m³/s

4.6.3 Calculando a velocidade:

Q=v.A 4,94x10−6=v [ π . (0,0389 )2]

4 v =0,004 m/s

4.6.4 Obtemos numero de Reynolds

Re=v .Dϑ

Re = 0,004 .0,038910−6

Re=155,6

4.6.5 Ao observarmos o valor de Re <2000 observamos que e um escoamento e laminar.

4.7Transitório

Tabela:2

N Volume (ml) Tempo (S)Visua

l1 330 19,752 290 17,423 310 18,564 300 17,95 300 17,94

Media 306 18,314

4.7.1 Aplicando esses valores na equação da vazão para obter os valores que nos interessa

4.7.2 Calculando vazão por volume:

Q=vt Q=

306ml18,314 s

Q= 16,71 ml ou Q= 16,71x10−6 m³/s

4.7.3 Calculando a velocidade:

Q=v.A 16,71x10−6=v [ π . (0,0389 )2]

4 v =0,014 m/s

4

4.7.4 Obtemos numero de Reynolds

Re=v .Dϑ

Re = 0,014 .0,038910−6

Re=544,6

4.7.5 Ao observarmos o valor de 2000<Re<2400 observamos que e um escoamento e transição.

4.8 Escoamentos turbulento

Tabela 3.

N Volume (ml) Tempo (S)Visua

l1 790 8,112 850 8,33 830 8,14 780 8,385 810 8,02

Média 812 8,182

4.8.1 Aplicando esses valores na equação da vazão para obter os valores que nos interessa

4.8.2 Calculando vazão por volume:

Q=vt Q=

812ml8,18 s

Q= 99,26 ml ou Q= 99,26x10−6 m³/s

4.8.3 Calculando a velocidade:

Q=v.A 99,26x10−6=v [ π . (0,0389 )2]

4 v =0,084 m/s

4.8.4 Obtemos numero de Reynolds

Re=v .Dϑ

Re = 0,084 .0,040910−6

Re=3436,6

4.8.5 Ao observarmos o valor de Re ≥ 2400 observamos que e um escoamento turbulento

5

5. Conclusão:

6. Referências Bibliográficas

BRUNETTI, F. Mecânica dos Fluidos. 2ª ed São Paulo: Pearson, 2008.

NETTO, J. M. de A .Manual de Hidráulica. 8ª edição, Editora Edgard Blücher, 1998, SãoPaulo, SP.SILVA, W. T. P.

Procedimentos para relatório de Número de Reynolds e Tipos de Escoamento,2012.PORTO, R. de M.

Hidráulica Básica Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, 1999, São Carlos, SP

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