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1 FACULDADE DE ENGENHARIA ELÉTRICA ENGENHERIA ELETRÔNICA E DE TELECOMUNICAÇÕES DISCIPLINA DE FENÔMENOS DE TRANSPORTE EXPERIMENTO DE REYNOLDS Patos de Minas/MG 2019 2 ANDRÉ GUILHERME PEREIRA RIBEIRO E CARVALHO FELIPE AUGUSTO FERREIRA SANTOS LARISSA ALVES DE ABREU OLIVEIRA EXPERIMENTO DE REYNOLDS Trabalho Semestral ao Curso de Engenharia Eletrônica e de Telecomunicações da Universidade Federal de Uberlândia, para ampliação dos conhecimentos à cerca do experimento de Reynolds. Orientadora: Prof. Liliane Maciel de Oliveira Patos de Minas/MG 2019 3 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ........................................................................................................ 4 2 DESENVOLVIMENTO ........................................................................................... 5 2.1 EXPERIMENTO DE REYNODS ...................................................................... 5 3 CONCLUSÃO ........................................................................................................... 7 4 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS ................................................................... 8 4 1 INTRODUÇÃO Uma das consequências da existência da viscosidade num fluido é a variação da velocidade de escoamento das camadas de fluidos. Assim, as velocidades em dois pontos distintos da mesma área de um tubo por onde o fluido escoa serão diferentes. A partir disso Osborne Reynolds realizou um experimento em que se determinou dois tipos de regime de escoamento para um fluido, onde será mostrado no presente trabalho. 5 2 DESENVOLVIMENTO 2.1 EXPERIMENTO DE REYNODS Apresentado por Osborne Reynolds, em 1883, tem como função a demonstração da existência de dois regimes de escoamento: o regime laminar e o turbulento. Para tal é utilizado um tubo transparente, no qual a água escoa, partindo de um reservatório onde se encontra em repouso. Um filete de tinta é injetado na corrente de água, permitindo a visualização do escoamento através do comportamento deste filete. Se o filete escoa de forma retilínea ao longo da tubulação, sem ocorrer uma mistura efetiva com a água, então o escoamento é dito laminar. Caso haja uma mistura rápida com a água, resultando no desaparecimento do filete, o escoamento atinge o regime turbulento. Normalmente, em tubulações, admite-se que o escoamento seja laminar para Re < 2300, laminar ou turbulento, dependendo das condições do escoamento na tubulação, para 2300 < Re < 4000. Para Re > 4000, o escoamento atinge o regime turbulento. Fig 1: Esquema do experimento. Fig 2: Reservatórios de água e de tinta. Re representa o Número de Reynolds (adimensional), sendo dado pelo produto entre a massa específica do fluido, a velocidade média na tubulação, e o diâmetro interno da tubulação, dividido pela viscosidade absoluta do fluido. Para a redução do nível de agitação da água no reservatório é necessário que esta permaneça em repouso por um tempo superior a uma hora, evitando-se assim a formação de escoamentos secundários dentro do tubo. Estes escoamentos secundários promovem distorções no filete de tinta que passa a assumir formas diversas, girando ao longo do eixo central do tubo. 6 Fig 3: Avaliação do resultado do número de Reynolds Fig 4: Aspecto do escoamento no tubo de vidro 7 3 CONCLUSÃO Através do experimento de Reynolds foi possível determinar dois regimes de escoamento, o laminar e o turbulento, onde são classificados de acordo com o seu Re. Re representa o Número de Reynolds (adimensional), sendo dado pelo produto entre a massa específica do fluido, a velocidade média na tubulação, e o diâmetro interno da tubulação, dividido pela viscosidade absoluta do fluido. 8 4 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS BENNET, C. O., MYERS, J. E. Fenômenos de Transporte, Quantidade de Calor e Massa, McGraw-Hill do Brasil LTDA, 1978. BIRD, R. B., STEWARD, W. E., LIGHTFOOT, E. N. Transport Phenomena, John Wiley & Sons Inc., 1960.
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