Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ IRIS SILVA LOPES LUANA MARIA MACHADO DE SOUZA YOLANDA PROVASI BANNOUT EME412 ENSAIO NÚMERO DE REYNOLDS ITAJUBÁ 2016 UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ IRIS SILVA LOPES 34909 LUANA MARIA MACHADO DE SOUZA 33201 YOLANDA PROVASI BANNOUT EME412 ENSAIO NÚMERO DE REYNOLDS Relatório experimental submetido ao Prof. Vladimir, como requisito parcial para aprovação na disciplina de EME412 do curso de graduação em Engenharia Civil da Universidade Federal de Itajubá. ITAJUBÁ 2016 RESUMO PALAVRAS-CHAVE: INTRODUÇÃO OBJETIVOS A partir do experimento realizado no dia 26 de setembro de 2016 foi possível classificar o escoamento em laboratório por meio da observação do fluxo e depois calcular o número de Reynolds para cada escoamento e comparar os dois procedimentos. MATERIAIS E MÉTODOS 3.1)Materiais utilizados: 3.2)Métodos: PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS 4.1)Obtenção dos dados: A partir do experimento realizado em laboratório no dia 26 de setembro de 2016 foram coletados dados relacionados a medidas a serem usadas nos cálculos e dessa forma foi medido o tempo (t), o volume (V) e a temperatura (T). Além de coletar dados, durante o experimento, observando o fluxo de água com a ajuda de um corante azul era classificado o fluxo em laminar, transição ou turbulento para ao final do experimento comparar com os cálculos. Assim foi construída a tabela 1: Volume (m³) t (s) T (ºC) Classificação 0,000206 38,1 26 Laminar 0,000211 13,81 26 Laminar 0,000202 7,76 26 Transição 0,000246 5,96 26 Turbulento 0,00026 4,31 26 Turbulento 0,00027 4,37 26 Turbulento 0,000282 3,82 26 Turbulento 0,000286 3,44 26 Turbulento Tabela 01-Medidas obtidas em laboratório 4.2) Cálculos: Com os dados obtidos em laboratório foi possível calcular para cada medição a vazão (Q) utilizando a fórmula abaixo: Fórmula 1- Vazão volumétrica Na qual Q(m³/s) é a vazão volumétrica, V(m³) é o volume, e ∆t(s) é a variação do tempo. Além da vazão foi calculado também através da equação da continuidade a velocidade para cada vazão. Fórmula 2-Equação da energia continuidade Em que Q(m³/s) é a vazão volumétrica, A(m²) é a área da secção do tubo e v(m/s) é a velocidade de escoamento.Para tal calculo a área usada foi de 7,854E-05 m². Para obter experimentalmente o valor de Re, foi primeiramente calculado o diâmetro do tubo a partir da equação: Fórmula 3-Área do círculo Onde S(m²) é a área do círculo e d(m) é o diâmetro do círculo. Conhecendo o diâmetro do tubo e a velocidade de escoamento foi possível calcular o número de Reynolds utilizando a seguinte fórmula: Fórmula 4-Número de Reynolds Em que Re (adimensional) é o número de reynols, u(m/s) é a velocidade de escoamento, d(m) é o diâmetro do tubo e v(m²/s) é a viscosidade cinemática do fluido. Para o cálculo foi adotada a viscosidade da água a 26ºC que tabelada é de 0,873 x 10-6m2/s. Utilizando as fórmulas citadas acima foi construída a tabela 2 com os valores calculados de vazão, velocidade, diâmetro e número de Reynolds. Q(m³/s) V(m/s) D(m) Re 5,407E-06 0,069 0,010 788,565 1,528E-05 0,195 0,010 2228,354 2,603E-05 0,331 0,010 3796,514 4,128E-05 0,526 0,010 6019,830 6,032E-05 0,768 0,010 8798,152 6,178E-05 0,787 0,010 9011,098 7,382E-05 0,940 0,010 10766,663 8,314E-05 1,059 0,010 12125,592 Tabela 2- Dados calculados 4.3)Construção e análise dos gráficos: A partir dos dados calculados foi possível construir três gráficos a fim de analisar como o número de Reynolds varia em função da viscosidade e da velocidade. Número de Reynolds e a viscosidade Gráfico 1-Viscosidade e número de Reynolds Como o experimento foi realizado a uma temperatura fixa a viscosidade cinemática do fluido continuou constante durante todo o experimento, e assim no gráfico ela se mantém constante enquanto o número de Reynolds varia. Porém em experimentos em que a viscosidade varia devido à temperatura do fluido a relação entre a viscosidade e o número de Reynolds é inversamente proporcional, ou seja, quanto maior a viscosidade menor o número de Reynolds. Número de Reynolds e a velocidade: Gráfico 2-Número de Reynolds e a velocidade É possível concluir por meio do gráfico que a velocidade e o número de Reynolds são grandezas diretamente proporcionais, ou seja, quanto maior a velocidade maior o número de Reynolds. RESULTADOS A partir dos dados obtidos durante a realização do experimento juntamente com os dados calculados foi possível calcular o número de Reynolds e classificar os escoamentos em laminar, transição ou turbulento. Re Classificação 788,565 Laminar 2228,354 Transição 3796,514 Transição 6019,830 Turbulento 8798,152 Turbulento 9011,098 Turbulento 10766,663 Turbulento 12125,592 Turbulento Tabela 3-Classificação dos escoamentos CONCLUSÕES Portanto pode-se concluir que o experimento realizado em laboratório foi satisfatório, visto que foi possível calcular o número de Reynolds para cada medição e obter valores esperados. Além disso, foi possível classificar o escoamento a partir da observação do deslocamento do fluxo (laminar o fluxo escoava linearmente, turbulento o fluxo escoava desordenadamente e transição era uma mistura dos dois tipos) e comparar com o número de Reynolds e obter poucos erros. BIBLIOGRAFIA
Compartilhar