Manual experimento de reynolds

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Experimento de Reynolds
INTRODUÇÃO TEÓRICA
 Em 1883 Osborne Reynolds realizou um experimento que mostrou a existência de dois tipos de escoamento: “o primeiro onde os elementos do fluido seguem-se ao longo de linhas de movimento e que vão da maneira mais direta possível ao seu destino, e outro em que se movem em trajetórias sinuosas da maneira mais indireta possível”, seguindo a redação original. Ou seja, descreveu como visualizar escoamentos laminares e turbulentos. Na experiência de laboratório é reproduzido o experimento de Reynolds, onde é visualizado o escoamento de água em um duto de vidro, com uma agulha metálica injetando tinta na região central da tubulação.
 Reynolds descreveu ainda a transição do escoamento laminar ao turbulento, embora não entendesse como ocorresse e qual intensidade de perturbação causava a transição. Descreveu ainda que no escoamento laminar a perda de carga variava linearmente com a velocidade, enquanto no turbulento variava com o quadrado da velocidade. Assim determinou o número de Reynolds, mas não sabia como variava na transição. 
 O número de Reynolds é o parâmetro adimensional que relaciona as forças inerciais e as forças viscosas da vazão de um fluido incompressível, na ausência de campo gravitacional. Ele é simbolizado por Re. A importância fundamental do número de Reynolds é a possibilidade de se avaliar a estabilidade do fluxo podendo obter uma indicação se o escoamento flui de forma laminar ou turbulenta. Com isso, podem-se realizar os dimensionamentos industriais e optar por materiais mais adequados para cada processo.
 A transição do regime laminar para o turbulento ocorre quando o número de Reynolds do escoamento atinge um valor crítico. 
Onde:
Re é o número de Reynolds 
Rec o valor crítico 
 é a massa específica do fluído
 a velocidade da água no duto
 o diâmetro do tubo e e sua viscosidade dinâmica e cinemática.
Através da análise dimensional obteve o número de Reynolds:
Re ≤ 2000 escoamento laminar
2000 < Re < 2400 escoamento de transição
Re ≥ 2400 escoamento turbulento
Hoje se considera:
Re ≤ 2000 escoamento laminar
2000 < Re < 4000 escoamento de transição
Re ≥ 4000 escoamento turbulento
OBJETIVO
O intuito desse manual é orienta-lo(a) como reproduzir o experimento de forma segura e barata. 
 
MATERIAIS
Para a montagem do experimento serão necessários os seguintes materiais.
Adaptações ou modificações podem ser feitas, caso seja necessário. 
Vasilhame de água 20 litros
 
Mangueira transparente ¾’’ 
Flange de vedação 
Niple (extensor) ½’’
Fita veda-rosca 
Corante 
Torneira
Marcador de texto 
Estilete 
Equipo de soro
Seringa 20 ml
Furadeira de mão 
 
RISCOS
Atenção: Antes de começar a execução da montagem é necessário o levantamento dos possíveis riscos que podem ocorrer. Por exemplo: Se cortar com o estilete, manuseio da furadeira ou corante cair nos olhos. Para prevenir possíveis acontecimentos é necessária a utilização de EPI’S (Equipamento de proteção individual), caso ocorra algum erro durante a montagem os danos sejam diminuídos ou evitados.
O corante a ser utilizado deve ser a base de água, para que não ocorra intoxicação e o descarte do mesmo possa ser feita em ralos ou pias. 
	
EPI’S
Luvas 
Óculos 
Sapato fechado 
PASSO A PASSO
Com os materiais e EPI’S em mãos, o próximo passo é começar a montagem. 
Deve-se fazer a marcação no vasilhame de água com o marcador de texto no topo e ao lado na parte inferior;
No topo do vasilhame deve ser feito uma abertura de no mínimo 19 cm de diâmetro com a furadeira. Já ao lado na parte inferior deve ser feito um furo que possa conectar o flange de vedação; 
Após serem feitos os furos deve ser feita a colocação do flange;
Passar fita veda rosca no niple; 
No lado externo do vasilhame deve ser feita a conexão do niple no flange;
Depois de ser feita a conexão, deve-se conectar a mangueira no niple;
Passar fita veda rosca na torneira;
Com a mangueira conectada ao niple, deve ser feita a colocação da torneira no final da mangueira;
Por dentro do flange deve ser inserido o equipo de soro;
Colar equipo por dentro do flange com cola para PVC;
Em um recipiente dissolver o corante em água; 
Com a seringa deve-se encher o equipo de corante dissolvido;
Encher o vasilhame com água;
Injetar o corante dentro da mangueira;
Observar o fluxo;
Com uma pequena vazão deve-se conseguir um fluxo laminar;
Injetar o corante novamente dentro da mangueira;
Observar o fluxo;
Com um maior vazão deve-se obter um fluxo turbulento;
Parar a injeção de corante;
FLUXOGRAMA PARA MONTAGEM
Antes de seguir o fluxograma deve-se consultar o passo a passo (pag.10)
REFERÊNCIAS
Escoamento Laminar e Escoamento Turbulento, Disponível em < http://meusite.mackenzie.com.br/eangelo/Exp_Reynolds.pdf > Acesso em: 22 agosto 2015.
PERDA DE CARGA DISTRIBUÍDA NO ESCOAMENTO LAMINAR, Disponível em <http://sites.poli.usp.br/d/pme2033/Arquivos/PME2033_Laminar_2012.pdf> Acesso em; 22 agosto 2015.
NÚMERO DE REYNOLDS, Disponível em <http://www.lamon.com.br/ckfinder/userfiles/files/Numero%20de%20Reynolds(2).pdf> Acesso em: 22 agosto 2015.
Experiência do Número de Reynolds Disponível em: <http://fluidos-lfa.usuarios.rdc.puc-rio.br/mecflu1/Lab2_2012-2.pdf > Acesso em: 25 agosto 2015
Experiência de Reynolds Disponível em: <http://www.escoladavida.eng.br/mecflubasica/experi%C3%AAncia_de_Reynolds.pdf> Acesso em: 25 agosto 2015
Mecânica dos Fluidos Disponível em: <http://www.engbrasil.eng.br/pp/mf/aula10.pdf > Acesso em: 01 setembro 2015
Bancada Didática para Experimento de Reynolds, Disponível em: <http://www.algetec.com.br/index.php/pt-BR/produtos/product/21-bancada-para-experimento-de-reynolds> Acesso em: 25 de setembro de 2015
Bunetti, F. Mecânica dos Fluidos, São Paulo, Prentice Hall, 2007.
APÊNDICES
Após a montagem do equipamento, foi feito o experimento.
Figura 1. Montagem do equipamento.
Figura 2. Escoamento laminar (Re ≤ 2000 escoamento laminar)
 
Figura 3. Escoamento turbulento (Re ≥ 4000 escoamento turbulento)