EXPERIMENTO DE REYNOLDS

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UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ 
CAMPUS LONDRINA 
CURSO DE ENGENHARIA QUÍMICA 
LABORATÓRIO TECNOLÓGICO DE ENGENHARIA QUÍMICA I 
 
 
 
 
 
 
JOÃO V. O. ARAÚJO 
MATHEUS BONIFÁCIO 
VITOR BARBIERI 
YARA AP. A. LOUREIRO 
 
 
 
 
 
EXPERIMENTO DE REYNOLDS: VISUALISAR, CLASSIFICAR E EVIDENCIAR A 
DIFERENÇA ENTRE ESCOAMENTO LAMINAR E TURBULENTO, ATRAVÉS DA 
PRODUÇÃO DO EXPERIMENTO DO DE REYNOLDS, EM DIFERENTES VAZÕES. 
 
 
 
 
 
 
 
 
LONDRINA 
MARÇO, 2021 
 
JOÃO ORTIZ 
MATHEUS BONIFÁCIO 
VITOR BARBIERI 
YARA APARECIDA 
 
 
 
 
 
 
EXPERIMENTO DE REYNOLDS: VISUALISAR, CLASSIFICAR E EVIDENCIAR A 
DIFERENÇA ENTRE ESCOAMENTO LAMINAR E TURBULENTO, ATRAVÉS DA 
PRODUÇÃO DO EXPERIMENTO DO DE REYNOLDS, EM DIFERENTES VAZÕES. 
 
Relatório elaborado na disciplina de Laboratório 
Tecnológico de Engenharia Química do curso de 
Engenharia Química, ofertada pelo Departamento 
Acadêmico de Engenharia Química, do Campus 
Londrina da Universidade Tecnológica Federal do 
Paraná. 
 
Professoras: Larissa Maria Fernandes 
 Sidmara Bedin 
 
 
 
 
 
LONDRINA 
MARÇO, 2021 
 
 
RESUMO 
 No experimento de Reynolds foi possível visualizar, classificar e evidenciar a 
diferença entre o escoamento laminar e turbulento em um duto circular, através de 
variações de diferentes vazões, para isso usou-se o corante azul de metileno e água, 
foi medido a área da caixa lateral e o experimento foi realizado em duplicata para uma 
maior confiabilidade dos dados encontrados. Para regime laminar adotou-se Re < 
2300 e turbulento Re >4000 (BISTAFA, 2018). Ter conhecimento de Reynolds é de 
suma importância para aplicações em planta industrial 
Palavras chave: Reynolds; Escoamentos; Laminar; Turbulento. 
 
 
 
O que é e qual a importância do número de Reynolds para a engenharia 
química? 
 O número de Reynolds é usado para avaliar a estabilidade de um fluxo, 
indicando se o fluido flui de forma laminar ou turbulenta. Para a Engenharia química é 
importante saber qual é a estabilidade do fluxo para determinados processos 
(principalmente o de mistura e escoamento). 
O que é regime laminar e regime turbulento? 
 Quando laminar as partículas de um fluido se movimentam ao longo de 
trajetórias bem definidas podendo ser chamada de camadas, não havendo uma 
turbulência significante. Já para o escoamento turbulento ocorre quando as partículas 
descrevem trajetórias irregulares e com movimento aleatório. 
Identifique os potenciais riscos que o equipamento e os reagentes oferecem. 
 O reagente utilizado nessa pratica foi o corante azul de metileno, que não oferece 
muito risco porem, como todos os outros em caso de ingestão, contato com os olhos 
ou inalação devem ser tomadas as medidas de precaução usuais como lavar 
abundantemente com água e sair para um local aberto. 
 
 
 Além disso, o equipamento utilizado foi uma caixa acoplada a uma tubulação, 
conectadas por uma válvula. Esse equipamento também não apresenta riscos pois 
não aquece e nem utiliza reagentes que podem trazer muito risco a saúde, mas, as 
boas práticas de laboratórios devem ser seguidas com o uso de todos os 
equipamentos de proteção. 
Elabore a ficha de informações de segurança do corante azul de metileno. 
 Segundo a empresa Renylab Química e Farmacêutica – Ltda, o corante azul de 
metileno tem como composição solução corante aquoso-etanólica, possui 
classificação de produto não perigoso, sendo o mesmo inodoro com ph igual a 7 e 
densidade de 0,9g/ml. Tendo que ser conservado hermeticamente fechado, à 15 a 
25ºC. 
Em caso de inalação, contato com a pele e/ou olhos e ingestão do azul do 
metileno, quais os primeiros socorros necessários? 
 Em caso de inalação ficar imediatamente em contato com ar fresco. Em contato 
com a pele deve-se lavar com água em abundância. Já para contato com os olhos 
deve-se lavar com água em abundância mantendo a pálpebra aberta e em caso de 
ingestão beber muita água. 
 
 
 
SUMÁRIO 
1 Introdução 1 
2 Resultados e Discussões 2 
3 Conclusões 5 
REFERÊNCIAS 6 
 
 
 
1 INTRODUÇÃO 
O número de Reynolds é um número adimensional utilizado para estimar as condições 
de escoamento de um fluido em uma superfície. Esse parâmetro é dependente de três fatores, a 
densidade (ρ), a viscosidade (µ) e a velocidade (v) do fluido, porém, quando esse escoamento 
é interno, também depende do diâmetro interno (D) ou equivalente da tubulação e podendo ser 
calculado por: 
𝑅𝑒 =
ρ . v . D
µ
 
(1) 
 Tendo em vista os fatores apresentados acima, existem valores específicos para se 
determinar se um escoamento é laminar ou turbulento. Para número de Re, em escoamento 
tubular, menor do que 2300 considera-se laminar, entre 2300 e 4000 o regime está em transição, 
de laminar para turbulento, já quando o parâmetro é maior que 4000 o escoamento é turbulento. 
Além disso, é necessário citar também que, quando o escoamento é realizado de modo externo, 
os valores de Reynolds para escoamento laminar, de transição e turbulento são diferentes 
(Huertas, 2014). 
 Além da diferença do número de Reynolds existem outras características e fatores que 
determinam se o escoamento é laminar ou turbulento. No escoamento laminar há uma condição 
de escoamento onde todas as linhas de escoamento seguem paralelas, sendo assim, se fosse 
adicionado um corante nesse fluxo para melhor visualização este seguiria uma trajetória de 
linha contínua e reta. Durante a transição ainda percebe-se o trajeto do fluxo, porém não em 
linhas paralelas. Já no regime turbulento, a condição de fluxo é instável e, com a adição do 
corante percebe-se uma desordem e sem conseguir visualizar o caminho percorrido pelo 
corante. 
 Sendo assim, o presente experimento tem como objetivo visualizar, classificar e 
evidenciar a diferença entre escoamento laminar e turbulento, através da determinação do 
número de Reynolds em diferentes vazões mássicas. 
 
 
 
 
2 RESULTADOS E DISCUSSÕES 
 A partir dos dados fornecidos foi possível calcular a vazão volumétrica da água, 
considerando a área da caixa como 0,363605 m2, o erro da medição como ± 0,0005 
m, os experimentos 1 e 2 em duplicata e os respectivos tempos foram obtidas as 
seguintes vazões: 
Tabela 1 – Vazões volumétricas experimentais 
Experimento Tempo (s) Vazão (m^3/s) 
1.1 303 1,2000 E-05 ± 6,00008 E-07 
1.2 287 1,2669 E-05 ± 6,33458 E-07 
2.1 14 0,000259718 ± 1,29859 E-05 
2.2 16 0,000227253 ± 1,13627 E-05 
Com os dados das vazões e utilizando a equação 1 para o cálculo do número 
de Reynolds, utilizando o diâmetro do tubo como 0,002 metros, a viscosidade da água 
igual a 0,0012 Pa.s, a densidade da água igual a 997 kg/m3. Foram obtidos os 
seguintes valores para o número de Reynolds. 
Tabela 2 – Número de Reynolds 
 
Experimento Velocidade (m/s) Número de Reynolds 
1.1 3,8198 E-02 6,3472E+02 ± 3,1736E+01 
 
 
 
1.2 4,0327 E-02 6,7010E+02 ± 3,3505E+01 
2.1 8,2671 E-01 1,3737E+04 ± 6,8686E+02 
2.2 8,2671 E-01 1,2020E+04 ± 6,0100E+02 
Para os casos de escoamento interno em dutos os valores de Reynolds para 
cada tipo de escoamento são (BISTAFA, 2018) 
• Re < 2300, Regime laminar 
• 2300 ≤ Re ≤ 4000, Regime de transição 
• 4000 < Re , Regime Turbulento 
Com os resultados obtidos é possível concluir que o resultado aparente 
visualizado se confirmou com a realização dos cálculos, o regime laminar 
aparentemente observado no experimento 1 é de fato um comportamento laminar e 
no experimento 2 onde aparentemente foi observado um regime turbulento foi 
constatado que o regime é turbulento segundo o cálculo do número de Reynolds. 
Considerando que entre as medições dos experimentos 1.1 e 1.2 ou 2.1 e 2.2 
não foram feitas alterações nas válvulas reguladoras de vazão de água, a diferença 
entre os resultados encontrados se deve apenas pelo erro de medição do tempo e de 
leitura de nível do reservatório de água 
O número de Reynoldsé de suma importância tanto para projetos de 
tubulações industriais que envolvem o escoamento dos fluídos em si quanto para o 
desenvolvimento de equipamentos e processos, visto que ele afeta diretamente os 
fenômenos de transferência de calor e massa. 
Como visto em (INCROPERA,1990) o número de Reynolds aparece em 
diversas equações que envolvem a convecção, tanto de massa quanto de calor, em 
geral os coeficientes convectivos de cada situação estão diretamente relacionados 
com o número de Reynolds. 
 
 
 
Os regimes turbulentos aumentam a taxa de transferência de calor ou massa 
devido a desordem do meio e o aumento de colisões entre as partículas facilitando 
assim tais fenômenos. 
Quanto ao escoamento em tubulações, um fator muito importante para se 
considerar durante o projeto de tubulações de uma planta industrial e que é 
influenciado pelo número de Reynolds é a perda de carga, que deve ser levada em 
consideração para o dimensionamento das tubulações, das bombas e dos acessórios 
como válvulas, filtros entre outros. 
Situações industriais diferentes podem exigir um escoamento altamente 
turbulento nas tubulações, como por exemplo para auxiliar na mistura e 
homogeneização do fluido podendo tornar desnecessário equipamentos usados 
unicamente para este fim, em outros casos um escoamento laminar é preferível para 
evitar as colisões entre as partículas do meio, uma possível desestabilização do fluído 
ou um outro fenômeno semelhante. 
 
 
 
3 CONCLUSÕES 
 A partir do experimento observado, foi possível distinguir tanto visualmente, 
como o auxílio do azul de metileno, quanto quantitativamente, através do número de 
Reynolds, a diferença entre o regime laminar e turbulento de um escoamento interno 
em um duto circular. 
Como discutido anteriormente, esse entendimento é de suma importância para 
o estudo e desenvolvimento de muitos outros fenômenos ligados ao escoamento de 
fluidos que estão presentes, no cotidiano, em processos industriais e pesquisas 
acadêmias. 
 
 
REFERÊNCIAS 
HUERTAS, Jhonny. Avaliação experimental do Número de Reynolds., Pontifícia 
Universidade Católica do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2014. 
BISTAFA, S. R. Mecânica dos fluídos: noções e aplicações. [S.l.]: Editora Blucher, 
2018. 
INCROPERA, F.P.; DEWITT, D.P. Fundamentos de Transferência de Calor e de 
Massa, 3a edição, LTC - Livros Técnicos e Científicos Editora S. A., R. J. 1990.