Experimento de Reynolds em Tubulações

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ
LABORATÓRIO DE FENÔMENOS DE TRANSPORTE
ENGENHARIA DE ALIMENTOS
EXPERIÊNCIA DE REYNOLDS
Acadêmicos: 			 RA:
Fabio Luiz
Geovana Santos 103602
Rodrigo Yukio 
Professor:Guilherme Lorencini Schuina 
MARINGÁ, 2019
Materiais e métodos
Materiais
Foi utilizada uma aparelhagem para esse experimento que está representada na figura 1.1.
- Tanque de vazão;
- Tubo com estrangulamento;
- Tubo sem estrangulamento;
- Recipiente;
- Corante; 
- Régua;
- Cronômetro. 
Figura 1.1 - Método de Reynolds.
Métodos
O módulo apresentado anteriormente foi colocado em operação seguindo a sequência:
1. Fecharam-se as válvulas de saída;
2. Com a válvula da bomba totalmente aberta, ligou-se a bomba;
3. Foi fechada lentamente a válvula da bomba até que houvesse transbordamento no tanque, garantindo vazão constante;
4. Foi injetado o (corante) através da seringa e visualizado o tipo de escoamento;
5. Foi aberta a válvula de saída ao máximo para o tubo com estrangulamento;
6. Com uma proveta graduada foi determinada a vazão;
7. Foi usado um cronômetro para marcar o tempo do preenchimento da proveta; 
8. Repetiram-se os passos de 5 a 7 variando a vazão com a válvula de saída;
9. Foram anotados os valores lidos na tabela 2.1;
10. Foi repetido o processo de 5 a 8 para o tubo sem estrangulamento;
11. Os dados do tubo sem estrangulamento foram anotados na tabela 2.2.
12. Para determinação aproximada dos diâmetros internos do tubo e do estrangulamento, foi posicionada uma régua graduada atrás do tubo e avaliar o diâmetro interno.
2.Resultados e discussão
Os dados obtidos experimentalmente do número de Re para escoamento em tubulação com estrangulamento são mostrados na tabela 1 e sem estrangulamento na tabela 2.
Tabela 2.1 - Número de Re para escoamento em tubulação com estrangulamento.
	Tempo (s)
	Média do tempo (s)
	Volume real (m³)
	Média do volume real (cm³)
	Q (m³/s)
[Volume/t]
	V (m/s)
[Q/A]
	Re (adimensional)
	Tipo regime
	4,46
5,40
	4,93
	1,20x10-4
1,30x10-4
	1,25x10-4
	2,53x10-5
	3,57
	10688,62
	Turbulento
	5,85
5,38
	5,61
	1,39x10-4
1,29x10-4
	1,34x10-4
	2,38x10-5
	3,36
	10059,88
	Turbulento
	5,43
5,84
	5,83
	1,32x10-4
1,39x10-4
	1,355x10-4
	2,32x10-5
	3,28
	9820,36
	Turbulento
	6,25
7,19
	6,72
	1,30x10-4
1,35 x10-
	1,325x10-4
	1,97x10-5
	2,78
	8323,35
	Turbulento
	16,97
16,41
	16,69
	1,33x10-4
1,28x10-4
	1,305x10-4
	7,81x10-6
	1,04
	3113,77
	Turbulento
	A = 7,068x10-6 m2
	D = 3x10-3 m
Para o número de Reynolds menor que 2000 (Re<2000), temos escoamento laminar, para maior que 3000 (Re>3000), é determinado regime turbulento, enquanto que, para valores entre 2000 e 3000 (2000<Re<3000), ocorre a transição do escoamento laminar para turbulento. Sendo assim, para o escoamento em tubulação com estrangulamento, o tipo de regime identificado foi turbulento para todos os volumes.
Tabela 2.2 - Número de Re para escoamento em tubulação sem estrangulamento.
	Tempo (s)
	Média do tempo (s)
	Volume real (m³)
	Média do volume real (cm³)
	Q (m³/s)
[Volume/t]
	V (m/s)
[Q/A]
	Re (adimensional)
	Tipo regime
	3,68
3,32
	3,80
	1,51x10-4
1,51x10-4
	1,51x10-4
	3,97x10-5
	2,02
	10079,84
	Turbulento
	3,78
3,94
	3,86
	1,68x10-4
1,62x10-4
	1,65x10-4
	4,27x10-5
	2,17
	10828,34
	Turbulento
	3,85
4,50
	4,175
	1,64x10-4
1,76x10-4
	1,70x10-4
	4,07x10-5
	2,07
	10329,34
	Turbulento
	4,66
5,12
	4,89
	1,73x10-4
1,60 x10-
	1,665x10-4
	3,40x10-5
	1,73
	8632,73
	Turbulento
	8,25
8,31
	8,28
	1,54x10-4
1,50x10-4
	1,52x10-4
	1,83x10-5
	0,93
	4640,72
	Turbulento
	A = 1,9635x10-5 m2
	D = 5x10-3 m
Da mesma maneira que a tubulação com estrangulamento, a tubulação sem estrangulamento apresentou regime turbulento para todos os casos, pois os números de Reynolds calculados foram superiores a 3000, assim como mostra a tabela 2.2.
Com a temperatura ambiente de 22ºC, o número de Reynolds foi calculado através da equação:
 (2.1) 
Onde: 
 = massa específica do fluido
 = velocidade média do escoamento (Q/A)
D = diâmetro do tubo
 = viscosidade dinâmica do fluido
O valor da massa específica e da viscosidade para este fluido nessa temperatura é 1000 kg/m3 e 1,002x10-3 Ns/m2 respectivamente.
Conclusão
Pode-se concluir que, com o aumento da vazão, aumentou-se a velocidade e, consequentemente, aumentou-se Reynolds. Logo, o número de Reynolds é diretamente proporcional à vazão e velocidade do escoamento, sendo classificado como turbulento para os maiores valores de vazão e laminar para os escoamentos de menor vazão.
Referências
WEAST, R. C. Handbook of Chemistry and Physics, CRC press, Ed 64, 1983-1984.
PERRY, R. H., CHILTON, C. H. Chemical Engineers Handbook. Ed Rio de Janeiro – RJ, 1973.