LABORATÓRIO DE FFT - DETERMINAÇÃO DO NÚMERO DE REYNOLDS

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PRÁTICA 3
DETERMINAÇÃO DO NÚMERO DE REYNOLDS 
EM TUBO DE SEÇÃO CIRCULAR
Uberaba – MG
10/2015
Universidade Federal do Triângulo Mineiro – UFTM
Instituto de Ciências Tecnológicas e Exatas – ICTE
Laboratório de Fundamentos de Fenômenos de Transporte
Celso Luiz Zorzo Filho
Jackeline Santos De Oliveira
Larissa Lorrany Silva
Matheus Vaz Cruvinel
Mylena Tosta Pamplona Silva
Pedro José Trindade Campos
Rafael Diman
OBJETIVOS
Analisar visualmente o processo de escoamento de água em
canal de seção circular em diferentes condições, além de estimar o
número de Reynolds para tais condições.
INTRODUÇÃO
O número de Reynolds (Re) é um número adimensional usado
para calcular o regime de escoamento de determinado fluido no
interior de um duto ou sobre uma superfície. É um parâmetro
usado em projetos hidráulicos e na avaliação aerodinâmica de
carros e aeronaves.
Ele representa a razão entre as forças de inércia e as forças
viscosas presentes no escoamento e é calculado de acordo com a
fórmula abaixo:
𝑅𝑒 =
𝜌𝑣𝐷
𝜇
(1)
onde 𝜌 a massa específica, 𝑣 a velocidade de escoamento, 𝐷 o
diâmetro do tubo e 𝜇 a viscosidade dinâmica do fluido.
INTRODUÇÃO
MATERIAIS E EQUIPAMENTOS
 Recipiente de 50 litros;
 Seringa;
 Permanganato de Potássio;
 Cronômetro;
 Termômetro;
 Reservatório de Água de 10 litros;
 Tubulação de silicone transparente com diâmetro de 1,5 cm;
 Registro controlador de vazão;
 Encheu-se o reservatório de água como mostra e esquema da
Figura 1.
Figura 1 - Esquema do dispositivo para visualização dos diferentes
tipos de escoamento
Fonte: CARDOSO, 2015.
METODOLOGIA
 Mediu-se a temperatura da água no reservatório,
obtendo-se 22°C.
 Abriu-se o registro em 10% de sua abertura e o corante
foi injetado no duto com auxílio de uma seringa.
 Os dados de regime visual de escoamento foram
coletados
METODOLOGIA
 Abriu-se o registro em 10% de sua abertura total, coletando a
água, com o auxílio de uma vasilha de plástico, durante 10
segundos (FIG. 2). O mesmo foi feito para as aberturas de 25%
e 70% da abertura total do registro.
METODOLOGIA
Figura 2 – Coletando a água após a abertura de 10% do registro
Fonte: Elaborado pelo autor, 2015.
Figura 3 – Medindo a massa da água coletada
Fonte: Elaborado pelo autor, 2015.
Dados
Temperatura da agua: 22°C
Massa específica da agua: 1000 Kg/m³
Viscosidade da água: 1,003 Pa. s
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Registro 10 % aberto
Regime 
visualizado
Massa da 
água [kg]
Tempo 
[s]
Vazão 
mássica 
[kg/s]
Vazão 
volumétrica 
[m³/s]
Velocidade 
Média [m/s]
Re Calculado [-]
Regime 
calculado
Laminar
Laminar
0,05869
0,05858
9,96
9,78
0,005893
0,005990
5,893. 10-6
5,990.10-6
0,0336 502,7943 Laminar
Tabela 1 – Dados de 10% da abertura total do registro
Fonte: Elaborado pelo autor, 2015.
Registro 25 % aberto
Regime 
visualizado
Massa da 
água [kg]
Tempo 
[s]
Vazão mássica 
[kg/s]
Vazão 
volumétrica 
[m³/s]
Velocidade 
Média [m/s]
Re Calculado 
[-]
Regime 
calculado
Transitório 0,23800 9,54 0,024948 2,495.10-5
0,1395 2086,0526 Transitório
Transitório 0,24400 10,02 0,024351 2,435.10-5
Tabela 2 – Dados de 25% da abertura total do registro
Fonte: Elaborado pelo autor, 2015.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Tabela 3 – Dados de 70% da abertura total do registro
Fonte: Elaborado pelo autor, 2015.
Registro 70 % aberto
Regime 
visualizado
Massa 
água [kg]
Tempo 
[s]
Vazão 
mássica 
[kg/s]
Vazão 
volumétrica 
[m³/s]
Velocidade 
Média [m/s]
Re Calculado 
[-]
Regime 
calculado
Turbulento 0,53659 10,01 0,053605 5,361.10-5
0,3049 4559,6698 Turbulento
Turbulento 0,54314 10,03 0,054152 5,415.10-5
RESULTADOS E DISCUSSÃO
 Utilização industrial de fluxos laminares e turbulentos na indústria
De acordo com ALIOMAR (2012), a indústria de alimentos, ao longo
dos anos, vem efetuando melhorias nos processos de tratamento térmico
dos alimentos desenvolvem-se modelos matemáticos que descrevem o
processo de térmico contínuo dos alimentos líquidos viscosos em regime
de escoamento laminar não isotérmico.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Por outro lado, segundo FÁTIMA (1994), o escoamento turbulento de
fluidos não-newtonianos é de ocorrência comum em diversos processos
industriais. Na indústria do petróleo, por exemplo, seu estudo assume
importância significativa para as operações de perfuração dos poços.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
 Utilização industrial de fluxos laminares e turbulentos na indústria
CONCLUSÃO
A realização deste experimento permitiu reconhecer
visualmente cada classificação de regimes de dispersão do fluido a
partir do contraste do corante e da variação da vazão dá agua
fazendo uma interessante analogia prática do conteúdo antes
conhecido apenas em teoria.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
CARDOSO, C.R. Apostila de Aulas Práticas de Fundamentos de Fenômenos de
Transporte. 2º semestre de 2015.
FERNANDES, R. O. Regimes de escoamento. Disponível em:
<http://wiki.urca.br/dcc/lib/exe/fetch.php?media=tipos-escoamentos2.pdf>.
Acesso em: 01 out. 2015.
SCIENTIA. Transição Laminar-Turbulenta. 2013. Disponível em: <https://sites.
google.com/site/scientiaestpotentiaplus/transicao-laminar-turbulenta>.
Acesso em: 01 out. 2015.