Experimento de Reynolds

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO CARLOS
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DE TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA
EXPERIMENTO DE REYNOLDS
 Adriano Gomes RA: 324221
 Alexandre Takahashi RA: 324167 
David Martins RA: 323926
Fernando Torricelli RA: 324019
Murilo Borges RA: 323713 
Renan Ramos RA: 323772
		São Carlos
2010
Objetivo
O objetivo do experimento é analisar o tipo de regime do escoamento através do número de Reynolds, variando a vazão volumétrica.
Introdução
O número de Reynolds determina o tipo de regime de escoamento e é dado por:
Onde
ρ = Densidade do fluido
ub = Velocidade do fluido
D = Diâmetro do tubo
µ = viscosidade do fluido
Para um escoamento tubular: Re < 2100 Regime laminar
 Re > 2100 Regime turbulento
A velocidade do fluido é dada por:
Onde
 = vazão mássica
 A = área de secção transversal do tubo.
Para a análise do escoamento foram feitas 5 medidas de vazões em duplicata. Com a adição de um filete de azul de metileno no centro do tubo, a uma distância da entrada suficiente para termos um escoamento plenamente desenvolvido, observou-se o comportamento do regime. 
 
Dados e cálculos
Dados: 
	Massa Béquer A(kg)
	Massa Béquer B (Kg)
	0,11025
	0,11468
	ρ (kg/m³)
	µ (kg/m.s)
	 9,97E+02
	9,23E-04
 (a temperatura de 25ºC)
	Diâmetro(m)
	0,0127
Tabela 1: Dados experimentais e cálculo do número de Reynolds
	Medidas
	Tempo (s)
	Massa total(Kg)
	vazão mássica (kg/s)
	velocidade (m/s)
	Reynolds
	tipo de regime
	
	
	
	
	
	
	Teórico
	Experimental
	1
	60,21
	0,15056
	0,00067
	0,00530
	72,751
	Laminar
	Laminar
	 
	65,09
	0,15143
	0,00056
	0,00447
	61,353
	Laminar
	Laminar
	2
	60,69
	0,24970
	0,00230
	0,01819
	249,686
	Laminar
	Laminar
	 
	60,27
	0,25276
	0,00229
	0,01814
	248,956
	Laminar
	Laminar
	3
	60,42
	0,61487
	0,00835
	0,06611
	907,563
	Laminar
	Laminar ondulatório
	 
	60,33
	0,63933
	0,00870
	0,06884
	944,995
	Laminar
	Laminar ondulatório
	4
	60,48
	0,93246
	0,01359
	0,10762
	1477,284
	Laminar
	Turbulento
	 
	60,78
	0,90820
	0,01306
	0,10335
	1418,699
	Laminar
	Turbulento
	5
	40,88
	1,33547
	0,02997
	0,23726
	3256,838
	Turbulento
	Turbulento
	 
	40,83
	1,26916
	0,02828
	0,22383
	3072,557
	Turbulento
	Turbulento
Conclusão
Através da análise dos dados experimentais e comparando-os com os teóricos, observa-se que há discrepância. Isto se deve ao fato de que a secção transversal não ser uniforme. Portanto, as faixas de valores experimentais de Reynolds não se enquadram no comportamento teórico.
Questões de verificação
Quais critérios vocês acham que foram usados para definir o azul de metileno como corante no experimento de Reynolds?
O azul de metileno não reage e não altera as propriedades físico-químicas da água. Além disso, possui uma coloração favorável na visualização do comportamento do fluido na tubulação.
 Qual dos dois tipos de escoamento é mais encontrado na prática? Por quê?
Turbulento. Para se trabalhar no regime laminar é preciso operar a baixas vazões que na prática é difícil de controlar.
 O escoamento interno pode ser exclusivamente turbulento ao longo de toda a tubulação?
Não. Primeiramente, em regime turbulento, há uma subcamada laminar que se encontra próxima à parede do tubo. Em segundo lugar, próximo à entrada da tubulação há uma região de camada limite.
 Considere o escoamento de água em uma tubulação qualquer. Se experimentalmente for obtido um número de Reynolds de 2000, o escoamento seguramente é laminar? Por quê?
Não. Porque a secção transversal do tubo não é uniforme, o que causa certa turbulência. Como prova disso, a tabela 1 ilustra esse comportamento.