REYNOLDS - Estudo Dirigido

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I – Estudo dirigido: PRATICA DETERMINAÇÃO DO NUMERO DE REYNOLDS
Calcule o número de Reynolds para cada vazão observada. 
Explicitado anteriormente.
Quais seriam as conclusões acerca da experiência do Número de Reynolds?
O aparato experimental, associado ao olhar crítico do operador ao se escolher visualmente uma vazão correspondente à determinado regime de escoamento, possibilita a quantificação do Número de Reynolds à cada regime.
Quais são as tensões relacionadas com o escoamento turbulento?
Na modelagem da turbulência, o tensor de Reynolds resulta do procedimento de tomada da média no tempo que faz surgir as correlações envolvendo flutuações de velocidade que são as componentes deste tensor e que representam tensões turbulentas. Os elementos da diagonal principal do tensor de Reynolds representam componentes de tensão normal, e os demais termos, tensões de cisalhamento. Essas tensões são somadas ao termo viscoso das equações de Navier-Stokes e tem influência semelhante sobre o escoamento.
A tensão turbulenta estaria relacionada ao gradiente local de velocidades através de uma viscosidade associada às características do fluido, às características do escoamento e à geometria do problema.
Quais as principais aplicações do conceito relacionado ao número de Reynolds nas diferentes operações unitárias?
O cálculo do número de Reynolds tem grande importância por ser um dos principais fatores a ser analisado a fim de identificar qual será o comportamento de um fluido dentro de uma determinada etapa de um processo. Um exemplo dessa importância está na análise da transferência de massa e calor (que encontra aplicações nas operações unitárias), uma vez que ambas têm uma influência com a velocidade, isto é, são mais efetivas em escoamentos turbulentos.
O que seria um escoamento unidimensional e bidimensional?
Um escoamento é classificado como uni ou bidimensional dependendo do número de coordenadas espaciais requeridas na especificação do campo de velocidades.
Explique os tipos de regime de escoamento, quanto a: 
Direção da trajetória 
Escoamento laminar, de transição, ou turbulento, como já explicitado anteriormente.
Variação do tempo 
Escoamento permanente (ou estacionário) e não-permanente (ou transiente). No Escoamento permanente, a velocidade e a pressão num determinado ponto, não variam com o tempo. A velocidade e a pressão podem variar de um ponto para outro do fluxo, mas se mantêm constantes em cada ponto imóvel do espaço, em qualquer momento do tempo, fazendo a pressão e a velocidade em um ponto serem funções das coordenadas do ponto e não dependentes do tempo.
No escoamento não-permanente, a velocidade e a pressão, em determinado ponto, são variantes com o tempo, variando também de um ponto a outro. Este tipo de escoamento é também chamado de "variável" ou "transitório", e a corrente é dita "instável". A pressão e a velocidade em um ponto são dependentes tanto das coordenadas como também do tempo.
Variação da trajetória 
No Escoamento uniforme, todos os pontos da mesma trajetória que seguem as partículas apresentam a mesma velocidade. Trata-se de um caso específico do escoamento permanente. Existe a variação da velocidade entre as trajetórias, mas na mesma trajetória, todos os pontos têm a mesma velocidade. Neste escoamento, a seção transversal da corrente de fluido é invariável. 
No Escoamento variado, os diversos pontos de uma mesma trajetória não apresentam constância da velocidade num intervalo de tempo considerado. Este escoamento ocorre, por exemplo, nas correntes convergentes, originárias de orifícios e nas correntes de seção.
Quanto ao movimento de rotação 
No Escoamento rotacional, a partícula está sujeita a uma velocidade angular, em relação ao seu centro de massa. Em virtude da viscosidade, o escoamento de fluidos reais sempre se comporta como um escoamento rotacional.
O Escoamento irrotacional é uma aproximação na prática, em que se desconsidera o comportamento rotacional dos escoamentos, através dos princípios clássicos da fluidodinâmica. Num escoamento teoricamente irrotacional, as partículas são consideradas indeformáveis, despreza-se a influência da viscosidade e faz-se uma concepção matemática do escoamento.
O que difere um escoamento permanente de um não permanente 
Explicitado no item b do exercício anterior.
Identifique o que vem a ser um escoamento crítico e supercrítico e explique como esta característica influencia ou interfere na especificação de uma válvula de controle 
O escoamento crítico caracteriza-se pelo número de Froude igual a 1 e o escoamento supercrítico pelo número de Froude maior do que 1. 
Qual a influência do atrito no Número de Reynolds (correlação e o impacto na determinação da perda de carga em tubulações) 
O fator de atrito no escoamento turbulento e totalmente desenvolvido em um tubo depende do número de Reynolds e da rugosidade relativa ε/D, que é a razão entre a altura média da rugosidade do tubo e o diâmetro do tubo. Quanto maiores, maior será a perda de carga na tubulação.
Dependendo do regime de escoamento, se usam diferentes correlações:
Para regime laminar: 
Para regime turbulento intermediário:
Para regime turbulento liso:
Comente sobre aplicação do conceito de camada limite e influencia no transporte de suspensões.
A camada limite se caracteriza pela percepção das paredes da tubulação no escoamento do fluido, ou seja, as camadas próximas à parede possuem velocidade nula. Quando o fluido contém suspensões, estas devido à baixa velocidade das camadas próximas à parede podem se depositar, causando problemas de depósito e entupimento de tubulações.
Aplicação do conceito do Número de Reynolds na determinação de separadores horizontais liquido líquido.
Em separadores líquido líquido, usualmente a técnica se baseia em deixar os líquidos em repouso ou em baixas velocidades por um período de tempo que fará com que os líquidos imiscíveis se separem. Para isto, há a necessidade da ausência de vórtices que contribuem para a mistura dos líquidos, logo, em tais separadores é essencial que o regime de escoamento seja laminar.
UM DETERMINADO SISTEMA FOI DIMENSIONADO PARA TRABALHAR COM UM 
ESCOLAMENTO TURBULENTO. CONSIDERANDO QUE O FLUIDO SEJA LEVE (GASOLINA) O QUE ACARRETARIA EM TERMOS PRATICOS A TROCA DO PRODUTO POR 
UM OURTO MAIS VISCOSO? QUAL SERIA INFLUENCIANO SISTEMA E CQUAL SERIA A 
CONSEQUENCIA NOS EQUIPAMENTO DE TRANSFERENCIA DE FLUXO (BOMBAS) 
Analisando a equação de Reynolds, é possível notar a dependência deste parâmetro em relação a algumas propriedades do fluido (massa específica e viscosidade). Consequentemente, uma troca do produto a ser bombeado (de um leve para um mais pesado e viscoso), acarretará na alteração do número de Reynolds e possivelmente na alteração do regime de escoamento.
Utilizando um fluido mais viscoso, será necessária uma maior potência da bomba.
 
NO CASO DAESPECIFICAÇÃO DE UM SEPARADOR HORIZONTAL LIQUIDO LÍQUIDO. A 
LITERATURA INFORMA QUE O CONHECIMENTO DO NÚMERO DE REYNOLDS É DE 
FUNDAMENTAL IMPORTANCIA PARA A ESPECIFICAÇÃO DE SISTEMAS DE SEPARAÇÃO 
LIQUIDO / LIQUIDO. COM ESTA INFLUENCIA É IDENTIFICADA E O QUEACARETARIA O 
AUMENTO DE UMAVISCOSIDADE DE UMA DETERMIANDAFASE 
O número de Reynolds desempenha um papel importante no processo de separação líquido/líquido. O tipo de escoamento presente em determinado processo é dado fundamental para que se possa realizar processos de separação, alcançando uma performance desejável dos equipamentos utilizados. Um exemplo prático de tal fato é o funcionamento dos ciclones e dos hidrociclones que dependem do tipo de escoamento interno (geralmente turbulento com presença de vórtices) para que possam ser dimensionados, com o intuito de promover essa separação desejada.
		A modelagem matemática de operações envolvendo separação líquido/líquido, em alguns casos, é extremamente complexa. Nesses casos, a alternativa utilizada para quantificar o desempenho e o funcionamento dos equipamentos necessários baseia-sena obtenção experimental de números adimensionais que possam descrever a natureza dos fenômenos envolvidos (como é o caso do número de Reynolds).
 
NO CASO DE TRANSFERENCIA DE PRODUTOS, POR VEZES OCORRE A NECESSIDDE DE UM AUMENTO PONTUAL DE VAZÃO, EM LINHAS GERAIS ISTO PODE SER EFETUADO 
POR ASSOCIAÇÃO DE BOMBAS EM SÉRIE OU EM PARALELO (OBJETO DE OUTRA 
PRATICA), A ASSOCIAÇÃO QUE CONCORRE PARA UM AUMENTO DA VAZÃO SERIA A 
COLOCAÇÃO DAS BOMBAS EM PARALELO (BOMBAS IGUAIS). NESTE CASO APENAS A VAZÃO AUMENTA SEM INTERFERÊNCIA NA PRESSÃO DE DESCARGA. ESTE PROCEDIEMNTO PODE SER REALIZADO, POIS, DE FORMA GERAL, OS SISTEMAS DE TRANSFERENCIAS POSSUEM BOMBAS RESERVA. CONSIDERANDO ESTA INFORMAÇÃO E TENDO O CONHECIMENTO DA INFLUENCIA DAS PROPRIEDADES FISICO QUÍMICAS DO FLUIDOPERGUNTA-SE, QUAL A CONSEQUENCIA TANTO DO AUMENTO DA VAZÃO, COM NO AUMENTO DA VISCOSIDADE NO SISTEMA? CONSIDERE NO CASO DA VISCOSIDADE COM SENDO 20% SUPERIOR A UTILIZADA NO CALCULO INICIAL DO SISTEMA 
O aumento da vazão, para uma mesma área transversal causará um aumento da velocidade de escoamento, que por sua vez aumenta o Número de Reynolds, que pode passar de um regime para outro. O mesmo ocorre com a viscosidade, um aumento da viscosidade fará com que o Número de Reynolds diminua, que por sua vez, pode influenciar no processo, já que o tipo do regime de escoamento também pode mudar, necessitando, por exemplo de bombas com potências diferentes que a executação do serviço.