Escoamento de Fluidos (slides) P11

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ESCOAMENTO DE FLUIDOS
FIS122- T061100 - PROF: Jailton S de Almeida
Discentes:
Carlos Antonio Monteiro Filho
Fabrício José Santana de Cerqueira
Gabriela Correa Nagy
Lucas dos Santos Moreira
Salvador,23/08/2017
● Introdução:
Este experimento trata do estudo experimental dos parâmetros que 
definem o escoamento de fluidos.
O escoamento de fluidos é definido como a mudança na forma do 
fluido sujeito a ação de uma tensão de cisalhamento ou tensão 
tangencial. Esse escoamento pode ocorrer sob dois regimes, o laminar e 
o turbulento.
● Regime laminar x regime turbulento:
➢ O regime 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.
➢ O regime 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 movimentos aleatórios, produzindo uma transferência de quantidade de 
movimento entre regiões de massa líquida. Este escoamento é comum na água, cuja a 
viscosidade é relativamente baixa.
● Objetivo do experimento:
Relacionar o tempo (t) de escoamento de um fluido com:
- o diâmetro do orifício da válvula (D);
- a coluna de fluido (h);
- o comprimento da mangueira (L).
● Material necessário:
➔ Reservatório de água montado num suporte;
➔ Copo calibrado de 1,5 litros;
➔ Conjunto de 6 CAPs com furo central (2.5, 3, 3.5, 4, 4.5 e 5 mm de diâmetro);
➔ Bico roscável para mangueira;
➔ Conjunto de 6 mangueiras de diferentes comprimentos (40, 50, 60, 70, 80, 90 cm);
➔ Cronômetro;
➔ Régua ;
➔ Balde de 5 litros;
➔ Haste com garra.
● Metodologia:
Foram feitas três séries de medidas, sendo estas:
1. Fixada uma coluna de água h, foi 
medido o tempo de escoamento de 
500ml de água para CAPs com orifícios 
de diferentes diâmetros. (t x D)
2. Foi fixado o CAP com orifício de diâmetro de 
3,0 mm. Com o auxílio de uma escala 
desenhada no reservatório com espaçamentos 
de 7, 5, 4, 3, 2 e 1 cm a partir do topo da coluna 
de água (definida como sendo 22 cm a partir 
da base do reservatório) medimos o tempo de 
escoamento do fluido entre cada marcação da 
escala. (t x h)
3. Fixada uma coluna de água h, foi 
medido o tempo de escoamento 
de 500ml de água para mangueiras 
de diferentes comprimentos. (t x L)
● Dados e resultados:
➤ TEMPO X DIÂMETRO
Dados obtidos experimentalmente: Dados obtidos através da fórmula:
D (m) t (s) log D log t logD x 
logt
(log D)²
0,0025 44,50 -2,60206 1,64836 -4,28913 6,770716
0,0030 35,60 -2,52288 1,55145 -3,91412 6,364917
0,0035 25,90 -2,45593 1,4133 -3,47097 6,031602
0,0040 20,50 -2,39794 1,311754 -3,14551 5,750116
0,0045 16,00 -2,34679 1,20412 -2,82581 5,507412
0,0050 13,80 -2,30103 1,139879 -2,6229 5,294739
Ʃ 0,0225 156,3 -14,6266 8,268863 -20,2684 35,7195
D (m) t (s)
0,0025 46,41
0,0030 33,69
0,0035 25,71
0,0040 20,33
0,0045 16,53
0,0050 13,74
➤ TEMPO X ALTURA DA COLUNA DE ÁGUA
Dados obtidos experimentalmente: Dados obtidos através da fórmula:
h (m) t (s) log h log t logh x 
logt
(log h)²
0,16 131,20 -0,79588 2,117934 -1,68562 0,633425
0,11 98,90 -0,95861 1,995196 -1,91261 0,918928
0,07 76,10 -1,1549 1,881385 -2,17281 1,333799
0,04 64,00 -1,39794 1,80618 -2,52493 1,954236
0,02 46,90 -1,69897 1,671173 -2,83927 2,886499
0,01 21,30 -2 1,32838 -2,65676 4
Ʃ 0,41 438,4 -8,0063 10,80025 -13,792 11,72689
h (m) t (s)
0,16 131,78
0,11 105,49
0,07 80,65
0,04 57,85
0,02 38,33
0,01 25,39
➤ TEMPO X COMPRIMENTO DA MANGUEIRA
Dados obtidos experimentalmente: Dados obtidos através da fórmula:
L (m) t (s) log L log t logL x 
logt
(log L)²
0,4 17,60 -0,39794 1,245513 -0,49564 0,158356
0,5 18,03 -0,30103 1,255996 -0,37809 0,090619
0,6 18,15 -0,22185 1,258877 -0,27928 0,049217
0,7 20,33 -0,1549 1,308137 -0,20263 0,023995
0,8 20,66 -0,09691 1,31513 -0,12745 0,009392
0,9 22,40 -0,04576 1,350248 -0,06178 0,002094
Ʃ 3,9 117,17 -1,21839 7,733901 -1,54488 0,333672
L (m) t (s)
0,4 17,03
0,5 18,19
0,6 19,20
0,7 20,10
0,8 20,92
0,9 21,66
Conclusão:
Podemos notar que os resultados das equações obtidas estão coerentes com o 
experimento, pois notamos que em cada uma das etapas houve um tipo de dependência 
com o tempo de escoamento, dependências essas já esperadas.
Na primeira etapa, temos uma dependência do tempo com o diâmetro do furo no CAP. Esta 
diz que quanto maior o diâmetro, menor é o tempo de escoamento do fluido. 
Já na segunda etapa, notamos que o tempo de escoamento depende da altura da coluna. 
Na medida em que a altura aumenta, o tempo também aumenta, porém com a raiz quadrada da 
altura. 
Na terceira parte, o experimento nos mostra que o tempo de escoamento do fluido depende 
do comprimento da mangueira. Nesse caso, o tempo aumenta com a raiz quadrada do 
comprimento da mangueira. 
Logo, podemos afirmar que, segundo o experimento feito, conseguimos obter resultados 
satisfatórios.