Experimento 0I – REYNOLDS HORIZINTAL (1)

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Experimento 0I – REYNOLDS HORIZONTAL
Discentes: Bianca Araújo,
 Carlos Alexandre,
 João Segundo,
 Rodolfo Silvestre,
 Tainá Souza. 
Universidade Federal de Campina Grande – UFCG
Centro de Ciências e Tecnologia Agroalimentar – CCTA
Curso: Engenharia Civil
Disciplina: Hidráulica Experimental
Docente: Érica Machado
Pombal-PB
Março De 2018
Objetivo:
Determinar o número de Reynolds e a partir dele classificar o escoamento em laminar, transitório ( de laminar para turbulento) e turbulento. Na simulação da experiência de Reynolds, objetivamos visualizar e comparar os tipos de escoamentos incompressíveis, a partir dos dados obtidos no laboratório com os estabelecidos pelo próprio Reynolds.
Fundamentos teóricos
O número de Reynolds (Re = ((p.D.v)/µ)) é um número adimensional usado em mecânica dos fluídos para o cálculo do regime de escoamento de determinado fluído dentro de um tubo ou sobre uma superfície. É utilizado, por exemplo, em projetos de tubulações industriais e asas de aviões. O seu nome vem de Osborne Reynolds, um físico e engenheiro irlandês. O seu significado físico é um quociente entre as forças de inércia e as forças de viscosidade. Em experiências, Reynolds (1883) demonstrou a experiência de dois tipos de escoamentos, o escoamento laminar e o escoamento turbulento. 
Os resultados mostraram, segundo as palavras do próprio Reynolds: “o movimento interno da água assume essencialmente uma ou outro de duas formas distintas – ou os elementos do fluido seguem uns aos outros ao longo de linhas de movimento que os conduzem da maneira mais direta aos seus destinos, ou eles redemoinham em trajetórias sinuosas mais indiretamente possível”
Escoamento Laminar 
Ocorre quando as partículas de um fluido movem-se ao longo de trajetórias bem definidas, apresentando lâminas ou camadas (daí o nome laminar) cada uma delas preservando sua característica no meio. No escoamento laminar a viscosidade age no fluido no sentido de amortecer a tendência de surgimento da turbulência. Este escoamento ocorre geralmente a baixas velocidades e em fluídos que apresentem grande viscosidade.
Escoamento Turbulento
Ocorre quando as partículas de um fluido não movem-se ao longo de trajetórias bem definidas, ou seja as partículas descrevem trajetórias irregulares, com movimento aleatório, produzindo uma transferência de quantidade de movimento entre regiões de massa líquida. Este escoamento é comum na água, cuja a viscosidade e relativamente baixa.
Fundamentos teóricos
Com o experimento encontrou-se o numero de Reynolds como padrão a serem seguidos.
Re ≤ 2000 – Escoamento Laminar.
1200 ≤ Re ≤ 2300 – Escoamento de Transição.
Re ≥ 4000 – Escoamento Turbulento.
 
P (Massa especifica)
V (Velocidade)
D (Diâmetro) 
µ (Viscosidade)
Fundamentos teóricos
Aparato experimental 
Equipamento de experimento de Reynolds Horizontal (HD125) da hidrodidática equipamentos educacionais, composto de:
Santos, Assis e Nascimento (2017)
 Tubo transparente de vidro com escala graduada de 1420 mm e diâmetro interno de 30 mm; 
Fonte: Silvestre (2017)
Fonte: Silvestre (2017)
Aparato experimental
Caixa de acrílico graduada;
Água;
Aparato experimental
Fonte: Silvestre (2017)
Corante;
Termômetro.
Cronômetro de bolso;
Fonte: Império das Essências (2018) 
Fonte: Loja Synth (2018)
Fonte: Polipartes (2018)
Aparato experimental
Descrição do experimento
Verificar a temperatura 
Regular o fluxo de água através do registro de saída de água;
Abrir o registro do tubo injetor de corante até obter um filete colorido, bem centralizado no tubo transporte de vidro;
Fonte: Silvestre (2017)
Fonte: Silvestre (2017)
Na caixa de acrílico graduado e com o auxílio do cronômetro determinar o tempo de escoamento para um volume pré-estabelecido, para fins de cálculo da vazão e velocidade (medir cinco vezes para tirar a média);
Q = Volume coletado/Tempo 
Q (Vazão)
Repetir os passos anteriores a fim de obter os valores do número de Reynolds para os escoamentos laminar, transitório e turbulento (duas medições para cada tipo de escoamento)
Re = (p.D.v/µ)
Descrição do experimento
Fonte: Acervo Própio
REALIZAÇÃO DO EXPERIMENTO
Data 10 de Novembro de 2017	
Horário de início	10:18 hrs
Horário de término 10:38 hrs
DADOS COLETADOS 	
Temperatura: 30°C
		
DADOS COLETADOS
1ª Execução. Escoamento observado pelo filete: ( X ) Laminar ( ) Transitório ( ) Turbulento
						
				
VOLUME (m³)
TEMPO (s)
Medição 1
0,000532
69s
Medição 2
0,000532
65s
Medição 3
0,000532
79s
Fonte: Silvestre (2017)
2ª Execução. Escoamento observado pelo filete: ( ) Laminar ( X ) Transitório ( ) Turbulento
VOLUME (m³)
TEMPO (s)
Medição 1
0,000532
24,08s
Medição 2
0,000532
24,70s
Medição 3
0,000532
25,25s
DADOS COLETADOS
Fonte: Silvestre (2017)
VOLUME (m³)
TEMPO (s)
Medição 1
0,000532
6,67s
Medição 2
0,000532
6,72s
Medição 3
0,000532
5,68s
3ª Execução. Escoamento observado pelo filete: ( ) Laminar ( ) Transitório ( x ) Turbulento
DADOS COLETADOS
Fonte: Silvestre (2017)
Fonte: Silvestre (2017)
Resultados e discussão
Massa específica 995,28(kg/m3)
Viscosidade 7,83752x10-7 (m2/s)
Área 7,069x10-4.
 
	
 
Vazão (m³/s)
Velocidade (m/s)
Reynolds
Medição 1
7,710x10-6
0,11
421,052
Medição 2
8,185x10-6
0,012
459,329
Medição 3
6,734x10-6
9,526x10-3
364,631
Média
7,543x10-6
0,11
415,004
Classificação do escoamento
ESCOAMENTO LAMINAR.
1° Execução
 
Vazão (m³/s)
Velocidade (m/s)
Reynolds
Medição 1
2,209x10-5
0,031
1186,599
Medição 2
2,154x10-5
0,030
1148,322
Medição 3
2,107x10-5
0,029
1110,045
Média
2,157x10-5
0,030
1148,322
Classificação do escoamento
ESCOAMENTO LAMINAR.
2° Execução
Resultados e discussão
 
Vazão (m³/s)
Velocidade (m/s)
Reynolds
Medição 1
7,796x10-6
0,110
4210,516
Medição 2
7,917x10-6
0,112
4287,070
Medição 3
9,366x10-6
0,133
5090,896
Média
8,419x10-6
0.118
4529,494
Classificação do escoamento
ESCOAMENTO TURBULENTO.
3° Execução
Resultados e discussão
A classificação do escoamento está coerente com o filete observado?
Houve uma diferença entre o resultado esperado e o encontrado, na segunda execução, onde o escoamento deveria ser de transição, porém, com os cálculos realizados, foi constatado um escoamento laminar. 
Cite possíveis fontes de erro na execução do experimento.
Na execução do experimento vários fatores podem ter contribuído para o erro, como o equipamento danificado, a imprecisão do volume utilizado, com medições feitas a olho nu, o que influenciou no cálculo da vazão e consequentemente no número de Reynolds, que é o que determina a classificação do escoamento.
Resultados e discussão
Referências bibliográficas
Livros:
BAPTISTA, M. and LARA, M. (2010). Fundamentos de Engenharia Hidráulica. 3rd ed. BELO HORIZONTE: UFMG.
Azevedo Netto, J. and Alvarez, G. (1986). Manual De Hidráulica. São Paulo: Edgard Blucher.
Sites:
http://www.engbrasil.eng.br/pp/mf/aula10.pdf
http://fenomenosdaengenharia.blogspot.com.br/2014/06/experimento-de-reynolds.html