CLASSIFICAÇÃO DOS REGIMES DE ESCOAMENTO ATRAVÉS DE REYNOLDS Total

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 Relatório: Classificação dos regimes de escoamento através de Reynolds. 
 
 
 
FACULDADE DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA-ÁREA 1 
CURSO DE ENGENHARIA AMBIENTAL E SANITARIA 
DISCIPLINA: FENÔMENOS DE TRANSPORTES 
 
 
 
Indira Matos Cirino 
Jéssica Conceição Araújo 
Silvia Suelen Alves de Oliveira 
 
 
 
 
 
 
CLASSIFICAÇÃO DOS REGIMES DE 
ESCOAMENTO ATRAVÉS DE REYNOLDS 
 
 
 
 
 
 
 
Salvador-Ba 
2018 
 
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 Relatório: Classificação dos regimes de escoamento através de Reynolds. 
 
 
 
Indira Matos Cirino 
Jéssica Conceição Araújo 
Silvia Suelen Alves de Oliveira 
 
 
 
CLASSIFICAÇÃO DOS REGIMES DE 
ESCOAMENTO ATRAVÉS DE REYNOLDS 
 
 
 
Relatório do Curso de Engenharia, da 
disciplina: Fenômenos dos 
Transportes, ministrado pelo 
Professor Thiago Rosário, 
correspondente a parte da nota para 
Ap1. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Salvador-BA 
2018 
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 Relatório: Classificação dos regimes de escoamento através de Reynolds. 
1. OBJETIVO 
 
Estabelecimento de critérios para a classificação de regimes de escoamento 
através da consideração de parâmetros físicos das distribuições, dos fluídos e 
dos escoamentos. 
 
2. INTRODUÇÃO 
 
O experimento de Reynolds possibilita a demonstração e definição dos padrões 
de escoamento existentes: Laminar – as partículas do fluído escoam em 
camadas sobrepostas, não sendo observado cruzamento de suas trajetórias. O 
movimento é lento e a perda de carga do escoamento é função, principalmente, 
do atrito interno das partículas do fluído, ou seja, de sua viscosidade; e 
Turbulento – o movimento é mais rápido e as partículas não seguem uma 
trajetória definida, cruzando-se, de forma aleatória, ao longo do fluxo. Nessas 
condições, as perdas de carga estão relacionadas, principalmente, ao atrito do 
fluído com as paredes da tubulação. 
 
 
 
 
Figura 1. Linhos de fluxo. Laminar à esquerda, e Turbulenta à direita. 
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 Relatório: Classificação dos regimes de escoamento através de Reynolds. 
3. EXPERIMENTO 
 
 
 
 
Seja um reservatório com água, um tubo de vidro, em cuja extremidade é 
adaptado um convergente, é mantido dentro do reservatório e ligado a um 
sistema externo que contém uma válvula que tem a função de regular a 
visualização do padrão do escoamento. 
Para garantir o estabelecimento do regime permanente, o reservatório contendo 
água deve ter dimensões adequadas para que a quantidade de água retirada 
durante o experimento não afete significativamente o nível do mesmo, e ao abrir 
ou fechar a válvula, as observações devem ser realizadas após um intervalo de 
tempo suficientemente grande. O ambiente também deve ter sua temperatura e 
pressões controladas. 
Colocando-se corante no reservatório A e abrindo-se pouco o registro B, 
observa-se que o filete colorido flui sem quaisquer perturbações ou misturas. O 
movimento é lento. 
Ao se abrir um pouco mais o registro, em dado momento o filete se desfaz, 
apresentando-se com interrupções e bruscas variações de direção. Instala-se 
então o regime de transição. Continuando a abertura do registro, verifica-se que 
o filete desaparece por completo, misturando-se totalmente ao corante. É a 
instalação do regime turbulento. 
Reynolds estabeleceu a expressão adimensional: 
𝑹𝒆 = 
𝑽𝑫
𝝂
 
D – diâmetro da tabulação (m) 
V – velocidade média do fluído ao duto (m/s) 
Ѵ – viscosidade cinemática do fluído (m²/s) 
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 Relatório: Classificação dos regimes de escoamento através de Reynolds. 
A importância fundamental do número de Reynolds é a possibilidade de se 
avaliar a estabilidade do fluxo podendo obter uma indicação se o escoamento do 
fluido ocorre de forma laminar, transitória ou turbulenta. Segundo valores 
determinados por ele experimentalmente para condutos fechados. 
 
FAIXA DE VALORES ESCOAMENTO 
Re ≤ 2000 Laminar 
2000 ≥ Re ≤ 2400 Transitória 
Re ≥ 2400 Turbulenta 
 
4. EQUIPAMENTOS 
 
▪ Reservatório de água (RA) em acrílico de 125 L. 
▪ Tubo de PVC acrílico cilíndrico horizontal de diâmetro interno igual a 
44 mm 
▪ Medidor graduado para medidas de vazão (RGV), localizado no final 
do tubo. 
▪ Válvula de regulagem de vazão (VRV), sendo que a vazão deve ser 
medida diretamente com auxílio recipiente graduada. 
▪ Agulha dosadora de corantes traçadores (solução de azul de 
metileno), a fim de se visualizar as linhas de correntes no início e no 
meio do tubo de vidro. 
▪ Reservatório de corante traçador (RT). 
 
 
 
 
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 Relatório: Classificação dos regimes de escoamento através de Reynolds. 
5. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
 
a) Encher o reservatório com água até o nível ideal para realização da 
prática; 
b) Quando cheio, verificar a possível presença de ar no sistema e promover 
a remoção destes; 
c) Acionar válvula globo para a vazão desejada e despejar o corante para 
avaliar o escoamento; 
d) Anotar na tabela em anexo os dados solicitados pelo técnico e/ou 
professor. 
Obs.: Observar sempre o nível d’água. 
 
6. CÁLCULOS E ANÁLISES DOS RESULTADOS 
 
Considerando os valores encontrados no laboratório que foram medidos na 
vazão inicial Q(L/min) para Q (m³/s). Encontramos os seguintes valores medidos 
na seguinte equação: Q(m³/s)=Q(L/min) * 1,6667x10⁻⁵. 
Encontrado o valor da vazão (Q) de cada ensaio, calculamos a área (A) sabendo 
que o diâmetro da tubulação é 44 mm por onde o fluido passa, e encontramos a 
velocidade (V) que será a razão entre a vazão e a área. 
 
 
1° passo, cálculo da área: 
 𝑨 = 𝑷𝒊 ∗
𝒅𝟐
𝟒
 
Logo temos: 𝐴 = 1,520 m². 
 
2° passo, cálculo de velocidade: 
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 𝑸 = 𝝂𝑨 𝑸(𝒎²/𝒔) = 𝝂𝑨 𝝂 = 𝑸/𝑨 
3° passo, cálculo do valor de Reynolds: 
 
Considerando os valores: 
 
Diâmetro da tubulação: 44 mm 
Massa específica da água: 1000 kg/m³ 
Viscosidade dinâmica da água: µ 1,0030x10 
 
 
Aplicaremos a fórmula: 
 𝑹𝒆 = 
𝑽𝑫
𝝂
 
 
• Tabela de dados através dos cálculos de vazão, velocidade e número de 
Reynolds para conflitar resultados observados e após os cálculos 
 
 
 
 
 
 
Vazão Velocidade (V) Reynolds ( Re) Tipo de Escoamento Tipo de Escoamento
m³/s m/s Adimensional *pelos cálculos *Vizualizado
1 1,67x10-5 10,9x10-3 483,1 Laminar Laminar
2 3,33×10-5 21,9x10-3 964,94 Laminar Transição
3 5,0×10-5 32,96x10-3 1450,24 Laminar Transição
4 6,6 7×10-5 43,95x10-3 1933,8 Comportamento irregular Turbulento
5 8,33×10-5 54,93x10-3 2412,9 Comportamento irregular Turbulento
6 10x10-5 65,92x10-3 2900 Turbulento Turbulento
7 11,68x10-5 71,91x10-3 3384 Turbulento Turbulento
Ensaio
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 Relatório: Classificação dos regimes de escoamento através de Reynolds. 
▪ Gráfico correlacionando Velocidade x Vazão x Nº de Reynolds 
 
 
 
▪ Possíveis erros e interferências associadas ao experimento 
 
→ A manipulação da válvula de liberação da água; 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
32,96x10-
3
10,9x10-3
65,92x10-
3
71,91x10-
3
21,9x10-3
43,95x10-
3
54,93x10-
3
 5,0×10-5 1,67x10-5 10x10-5
11,68x10-
5
3,33×10-5 6,6 7×10-5 8,33×10-5
Total 1450,24 483,1 2900 3384 964,94 1933,8 2412,9
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
P
ar
âm
e
tr
o
s 
Gráfico QxVxRe
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 Relatório: Classificaçãodos regimes de escoamento através de Reynolds. 
7. EXERCICIOS PROPOSTOS 
 
a) Se a experiência fosse realizada com um líquido mais viscoso 
(glicerina), nas mesmas condições do experimento, a que vazão seria 
atingido o regime turbulento? 
Considerando que o regime turbulento é estabelecido a um valor do 
número de Reynolds maior que 4000. 
• Glicerina. 
μ- 0,934(Pa.s) 
ρ- 1261(kg /m³) 
 
A velocidade de escoamento u= 211,61m /s 
Como Q=u.A, então o regime turbulento seria estabelecido a uma vazão 
volumétrica de Q =0,0326m² /s 
• Ar 
μ- 18,682x10-6 (N.s/m²) 
ρ- 1,127(kg /m³) 
Então aplicando a fórmula 
 
Chegamos a uma velocidade de escoamento u=4,73m/s. 
Como Q=u.A então o regime turbulento seria estabelecido a vazão de ar 
Q=7,28x 10-4m³/s 
Devido a maior viscosidade da glicerina, a forcas inercias precisam ser 
muito grandes para superar as forças viscosas, por isso da velocidade 
de escoamento ser tão grande. Já no caso do ar, por praticamente não 
existirem forças viscosas, a velocidade de escoamento pode ser bem 
mais baixa 
 
 
 
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 Relatório: Classificação dos regimes de escoamento através de Reynolds. 
b) Acetona escoa por uma tubulação em regime laminar com um número 
de Reynolds de 1800. Determine a máxima velocidade do escoamento 
permissível em um tubo com 2cm de diâmetro de forma que esse 
número de Reynolds não seja ultrapassado. 
 
1800 = (789.v.2. 10-²) / 0,326.10-3 
V = 3,72. 10-2 m/s 
 
c) Um determinado líquido, com kg/m³, escoa por uma tubulação de 
diâmetro 3cm com uma velocidade de 0,1m/s, sabendo-se que o 
número de Reynolds é 9544,35. Determine qual a viscosidade 
dinâmica do líquido. 
 
9544,35 = (1200.0,1.3. 10-4) / µ 
µ = 3,77.10-4 
 
d) Determine o número de Reynolds para uma aeronave em escala 
reduzida sabendo-se que a velocidade de deslocamento é v = 16m/s 
para um vôo realizado em condições de atmosfera padrão ao nível do 
mar. (ρ = 1,225 kg/m³). Considere m e µ = 1,7894x10-5 kg/ms. 
 
Re = (1,225.16.0,35) / 1,7894.10-5 
Re = 383.368 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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 Relatório: Classificação dos regimes de escoamento através de Reynolds. 
8. ANEXOS 
 
 
Figura 1 Equipamentos usados no experimento 
 
 
Figura 1 Equipamentos usados no experimento