FENOMENOS DOS TRANSPORTES (1)

Prévia do material em texto

COORDENAÇÃO DE ENGENHARIA CIVIL 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
GABRIEL SALES RA 151611 
MATHEUS FRANÇA ROCHA RA 150121 
MURILO SANTOS RA 150137 
THIELLI CAROLINE DE OLIVEIRA CAVALCANTE RA 153056 
 
 
 
 
 
 
Experiência de Reynolds 
 Escoamentos laminar e turbulento 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Sorocaba/SP 
2017 
Sumário 
 
 
 
1. OBJETIVO..............................................................................................................................3 
 
2. EQUIPAMENTOS E MATERIAIS..........................................................................................4 
 
3. DESCRIÇÃO DO ENSAIO ....................................................................................................5 
 
4. RESULTADOS .......................................................................................................................6 
 
5. CONCLUSÃO ........................................................................................................................7
 
 
1. OBJETIVO 
 
Este experimento tem como objetivo determinar e discutir os possíveis efeitos 
do número de Reynolds em um escoamento num duto fechado, observando 
visualmente a característica dos escoamentos laminar, zona de transição e 
turbulento. O conceito do número do Reynolds foi primeiramente pensado por 
George G. Stokes em 1851, contudo o número analisado foi denominado “de 
Reynolds” após Osborne Reynolds, que popularizou seu uso em 1883. O número 
de Reynolds surge quando se realiza uma análise dimensional em problemas de 
dinâmica de fluidos e tem como principal utilidade a caracterização de diferentes 
regimes de fluxo: laminar, transição ou turbulento. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2. EQUIPAMENTOS E MATERIAIS 
 
 
- Bancada de Hidráulica; 
 
- Proveta; 
 
- Água; 
 
- Cronometro; 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3. DESCRIÇÃO DE ENSAIO 
 
Primeiramente fecha-se todas as válvulas composta pela bancada hidráulica, 
exceto a válvula escoará o fluido (água) que forma o circuito hidráulico. Após 
ligar a bancada, aciona-se com o botão verde o motor da bomba centrifuga, 
permite-se uma vazão de cerca de 80% da sua capacidade de um reservatório 
que se encontra a direita, desligar o sistema apertando o botão vermelho. 
Abre-se gradativamente as válvulas da tubulação de acrílico para o 
experimento de Reynolds, para que possa haver uma vazão pequena em 
volumes. Na bancada de hidráulica, encontra-se um reservatório com corante 
para realizar o experimento, após o tubo de acrílico estar presente com fluido, 
abrir a válvula de saída do corante, verificando seu escoamento na tubulação. 
Regula-se a abertura das válvulas, para que ocorra o esperado, verificando 
visualmente o escoamento do corante no fluido. Para o escoamento laminar, 
identifica-se um filete do corante no fluido, para que possa pedir a vazão da saída 
do escoamento e o tempo, utilizando uma proveta e cronometro, marcando um 
volume de 600ml em 53 segundos. No escoamento de transição, identifica-se 
pequenas oscilações do corante no fluido, para medir sua vazão utiliza-se os 
mesmo equipamentos acima citados, marcando um volume de 1000ml em 56 
segundos. Já no escoamento turbulento, é de difícil visualização a oscilação do 
corante no fluido, devido a velocidade do escoamento, e através da proveta e 
cronometro, marca-se um volume de 1400ml em 33 segundos. 
Após obter todos os volumes, e tempos de cada vazão, preenche-se a tabela a 
seguir. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4. RESULTADOS 
 
 
Nº Regime de escoamento Q (L/s) 
1 Laminar 0,011 
2 Transição 0,018 
3 Turbulento 0,042 
Regimes de escoamento e suas vazões 
 
 
Para calcular o valor de Rey, adota-se as propriedades da água (ⱱ= 10^-
6 m²/s), D= 25 mm, através da formula abaixo: 
 
𝑅𝑒𝑦 =
𝜌. 𝑉. 𝐷
𝜇
=
𝑉. 𝐷
ⱱ
=
4. 𝜌. 𝑄
𝜋.𝐷. 𝜇
=
4. 𝑄
𝜋.𝐷. ⱱ
 
Onde: 
 
Q: Vazão volumétrica; 
V: Velocidade média do escoamento; 
D: Dimensão característica do escoamento ou da superfície de controlo; 
ⱱ: Viscosidade dinâmica do fluido escoante; 
 
Com isso, tem-se a tabela com os resultados abaixo: 
 
 
Nº Regime de escoamento Rey 
1 Laminar 57656,13 
2 Transição 90945,68 
3 Turbulento 216064,89 
Regime de escoamento e Rey 
 
 
 
 
Classificação da faixa de Rey: 
 
Rey < 2300 (alguns autores adotam 3000): escoamento LAMINAR. 
2300 < Rey < 4000: ZONA DE TRANSIÇÃO 
4000 < Rey < 10^5: escoamento TURBULENTO LISO 
10^5 < Rey < 10^6: escoamento TURBULENTO MISTO 
Rey > 10^6: escoamento TURBULENTO RUGOSO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5. CONCLUSÃO 
 
4.1) Comparando os dados da tabela com as faixas de Rey na classificação do 
escoamento dadas na teoria, a classificação do escoamento na tubulação de acrílico 
teve coerência? Justifique. 
R: Não, pois o número de Rey para determinado escoamento, como laminar por 
exemplo é de < 2300, também na zona de transição onde o número de Rey é 
2300<Rey<4000, para o escoamento turbulento entra na classificação de 
turbulento liso, como pode-se verificar na tabela acima, o escoamento laminar e 
de transição ultrapassou-se o número de Rey esperado. 
 
4.2) Demonstre por que o número de Reynolds é adimensional. 
R: Através da ilustração abaixo, consegue-se perceber que os grupos adimensionais 
são relativamente menor que o número de variáveis físicas, ou seja, há uma grande 
redução de esforços para estabelecer a relação entre algumas variáveis. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
	1. OBJETIVO