Experimento 2

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Pontifícia Universidade Católica de Campinas
 	Centro de Ciências Exatas, Ambientais e de Tecnologia
 Pontifícia Universidade Católica de Campinas
 	Centro de Ciências Exatas, Ambientais e de Tecnologia
Experiência de Reynolds
Alunos: Igor Magalhães RA: 13099593
 Evandro Bastos RA: 13191713
 Mariana Gomes RA: 13080791
 Mariana Massuda RA: 13111612
 
Campinas, 06 de outubro de 2014
Objetivo
Comparar e classificar o escoamento do experimento visualizado a partir do número de Reynolds.
 Esquema do Equipamento
		Figura 2.1 – Equipamento para experimento de Reynolds.
Procedimento
	Na parede do reservatório de água, contém em uma das suas extremidades um tubo de vidro transparente. Estabelece o escoamento pelo tubo, abrindo uma válvula de controle, regulando a vazão, até estabelecer o escoamento do corante, para posteriormente visualizar um filete de corante no centro do tubo de vidro.
	Realizada a graduação do volume que escoou para proveta, bem como o tempo de escoamento da mesma. Aumenta-se a velocidade média até que o filete de corante, anteriormente visualizável, torne-se desordenado, desintegrando e dissolvendo-se com a água.
	Repete-se o experimento mais cinco vezes, com cinco valores diferentes de velocidade média. Depois se calcula a vazão correspondente para cada velocidade. Calculamos a vazão correspondente e bem como cronometrado o tempo que levou para encher a proveta.
	Quando a válvula de controle é aberta bem pouco, nota-se que o escoamento do filete de corante movimenta-se em linha reta, que corresponde ao escoamento laminar (Re y ≤2000) e abrindo mais ainda a válvula, o filete passa a movimentar de maneira desordenada, o que caracteriza o escoamento turbulento (Re >4000)
O experimento, somente é considerado válido se ocorre em regime permanente, comprovando que a variação de volume do reservatório foi desprezível.
Figura 3.1 – Tipos de escoamentos.
Resultados
Com base no procedimento do experimento, foi medido o volume de água em um intervalo de tempo para o escoamento laminar e para o turbulento.
Escoamento Laminar:
Foi medido um volume de 50ml para uma variação de tempo de 16,41s em uma tubulação de 10mm de diâmetro.
Com essas informações foi calculado a vazão de forma direta com a seguinte equação:
, sendo V o volume.						(Equação 6.1)
Portanto, aplicando a equação 6.1: , então 
Em seguida foi calculado a velocidade média de acordo com a seguinte equação:
								(Equação 6.2)
Portanto aplicando a equação 6.2: 
Finalmente foi calculado o número de Reynolds de acordo com a seguinte equação:
, sendo a viscosidade cinemática da agua . (Equação 6.3)
Portanto aplicando a equação 6.3: 
Com o número de Reynolds igual a 40, pode-se comprovar que o escoamento foi realmente laminar, uma vez que para ser laminar o número de Reynolds tem que ser menor ou igual a 2000.
Escoamento Turbulento:
Foi medido um volume de 550ml para uma variação de tempo de 5,46s em uma tubulação de 10mm de diâmetro.
Com essas informações foi calculado a vazão de forma direta com a equação 6.1:
, então 
Em seguida foi calculado a velocidade média de acordo com a equação 6.2:
Finalmente foi calculado o número de Reynolds de acordo com a equação 6.3:
: 
Com o número de Reynolds igual a 13000, pode-se comprovar que o escoamento foi realmente turbulento, uma vez que para ser turbulento o número de Reynols tem que ser maior ou igual a 5000.
Conclusão
A partir do experimento observou-se, através da injeção de um corante, que comportamento da água mudou de comportamento conforme se alterava a vazão, sendo assim, a água apresentou comportamento laminar quando o valor 40 Reynolds, ≤ 2000 Reynolds, e comportamento turbulento quando obtido 13000 Reynolds, ≥ 4000 Reynolds. Pode-se caracterizar que turbulência da água está relacionada à sua velocidade, que se eleva com o aumento da vazão. Estes valores de Reynolds foram comprovados através da análise visual e matemática sobre os tipos de escoamentos. 
Referências
 Vídeo fornecido pela professora Laura Fais “Experiência de Reynolds”.
 FAIS, L.M.C.F. Apostila de Fenômenos de Transporte. Engenharia Civil, PUC - Campinas, 2014.
 USP. Acervo da biblioteca. Disponível em: <http://sites.poli.usp.br/d/pme2237/Lab/PME2237-RL-Escoamento_Laminar.pdf>. Acessado em 05/10/2014.