AVALICAO FINAL DISCURSIVA MECANICA DOS FLUIDOS

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[Laboratório Virtual – Experimento de Reynolds] Na prática experimental do laboratório virtual desta disciplina, você conheceu o Experimento de Reynolds, executado para observação e caracterização dos regimes de escoamento de um fluido com base nas forças inerciais e forças viscosas atuantes.
Considere as equações que descrevem o cálculo da vazão volumétrica do escoamento e do número de Reynolds e analise a seguinte situação:
Um professor de mecânica dos fluidos propôs para os alunos realizar o experimento de Reynolds utilizando água como líquido no escoamento. O experimento deve ser conduzido em uma tubulação de diâmetro constante e em regime permanente de escoamento (vazão constante ajustada), porém um dos experimentos ocorre com um valor de vazão volumétrica menor (2 L/min) e outro experimento ocorre com valor de vazão volumétrica maior (4,5 L/min). Explique em qual dos dois experimentos os alunos encontrarão a maior velocidade de escoamento e o maior número de Reynolds?
Resposta esperada
No experimento conduzido com maior valor de vazão volumétrica (4,5 L/min), a velocidade do escoamento será maior em comparação ao experimento utilizando menor valor de vazão volumétrica (2 L/min). Isso ocorre porque a vazão é mantida constante em cada experimento e o diâmetro da tubulação também é constante (mantendo a área de seção transversal do tubo constante). Portanto, nestas condições, qualquer aumento de vazão volumétrica causará aumento na velocidade de escoamento para manter o regime permanente. O fluido utilizado nos dois experimentos é igual, portanto a densidade absoluta e a viscosidade do fluido são constantes. A área de seção transversal do tubo também é constante, assim, o experimento com maior velocidade e maior vazão volumétrica terá maior valor de número de Reynolds (Re).
Minha resposta
Um dos fatores que influencia na velocidade de escoamento e no numero de reynolds e a área do tubo e como ele não altera no experimento partimos para a próxima variável . ( A tubo = pi.d^2/4 ) Para se calcular a velocidade de escoamento deve-se ter o valor de ( Q ) como o valor foi dado 2l/min e 4,5l/min teríamos que usar a formula Q=Vmedia . A tubo mais como queremos saber a velocidade de escoamento teríamos que mudar a formula para ( Vmedia = Q/ A ) tubo então mantendo constante a área do tubo pode-se dizer que quanto menor a vazão menor a velocidade ENTÃO OS ALUNOS ACHARAM UMA VELOCIDADE DE ESCOAMENTO MAIOR NO SEGUNDO EXPERIMENTO ( Q=4,5L/min ) PORQUE QUANTO MAIOR A VAZÃO VOLUMÉTRICA MAIOR SERÁ A VELOCIDADE DE ESCOAMENTO Para determinar o numero de reynolds utilizamos a formula Red = p . Vmedia . D / u como o que varia na formula e a velocidade media podemos dizer que quanto maior a velocidade media maior será o numero de reynolds ENTÃO OS ALUNOS ENCONTRARAM O NUMERO DE REYNOLDS MAIOR NO SEGUNDO EXPERIMENTO POIS SUA VELOCIDADE DE ESCOAMENTO E MAIOR . Portanto os alunos encontraram velocidade de escoamento e maior numero de reynolds no segundo experimento ( Q=4,5L/min ) .
Retorno da correção
Parabéns, acadêmico(a)! Sua resposta se aproximou dos objetivos da questão, mas poderia apenas ter apresentado mais argumentos acerca dos conteúdos disponibilizados nos materiais didáticos e estudos. Confira no quadro "Resposta esperada" a sugestão de resposta para esta questão.
2O somatório das formas de energia mecânica associadas ao escoamento de um fluido, descrito na mecânica dos fluidos como carga hidráulica do escoamento, é constante ao longo de uma linha de corrente do escoamento e é a base para o princípio de conservação de energia na dinâmica de fluidos. A equação de Bernoulli é uma expressão matemática representativa deste conceito. Explique por que a presença de um acessório na tubulação do escoamento é uma das condições que perturbam a estrutura da linha de corrente do escoamento e torna inválida a aplicação da equação de Bernoulli.
Resposta esperada
Escoamento através de um acessório de tubulação: todos os acessórios da tubulação causam perda de carga no fluido e a variação da carga hidráulica de um fluido ao longo do escoamento deve ser compensada por um outro termo na equação de Bernoulli para manter o balanço de energia válido.
Portanto, um componente que atrapalhe a estrutura das linhas de corrente do escoamento e que cause mistura considerável, como uma válvula parcialmente fechada em uma seção de escoamento, pode tornar a equação de Bernoulli inaplicável.
Minha resposta
Equação de bernoulli diz que se um fluido estiver escoando com um fluxo continuo a pressão vai depender da velocidade do fluido Como um acessório na tubulação vai causar uma perda de carga no fluido e a variação da carga hidráulica do fluido ao longo do escoamento essa variação teria que ser compensada por outro termo para manter o balanço de energia que pode ser usado na equação de bernoulli Ou seja se um componente atrapalhar na estrutura das linhas de corrente de escoamento causando qualquer anomalia como no exemplo da imagem que demostra uma válvula parcialmente fechada em uma seção de escoamento torna inaplicável a equação de bernoulli pois tal variação não permitiria a realização do calculo correto
Retorno da correção
Parabéns, acadêmico(a)! Sua resposta atingiu os objetivos da questão e você atingiu o esperado, demonstrando a competência da análise e síntese do assunto abordado, apresentando excelentes argumentos próprios, com base nos materiais disponibilizados. Confira no quadro "Resposta esperada" a sugestão de resposta para esta questão.