A Experiência de Reynolds

Laboratório de Hidráulica - Relatório

Prof° Wladimir Firsoff / Aux.Docente Nathalia Tamie Kusaba Luperi

Nome: Janderson Arlindo Fortunato

Nº de matrícula: 1710703-1                                          Turma: Noturno  Nota: _____

1. TÍTULO DO EXPERIMENTO

Experiência de Reynolds

2. OBJETIVO

Este experimento tem por objetivo visualizar e distinguir os escoamentos laminar e turbulento, além de identificar a transição desses regimes. Também foi determinado experimentalmente o número de Reynolds para cada tipo de escoamento.

3. INTRODUÇÃO

O número de Reynolds (abreviado como Re) é um número adimensional usado em mecânica dos fluídos para o cálculo do regime de escoamento de determinado fluido dentro de um tubo ou sobre uma superfície. É utilizado, por exemplo, em projetos de tubulações industriais. 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.

Dependendo do número de Reynolds, o escoamento pode ser laminar ou turbulento.  Para definir esses dois tipo de escoamentos recorre-se à experiência de Reynolds realizada em 1883 (BRAGA FILHO, 2012). Com isso, podem-se realizar os dimensionamentos industriais e optar por materiais mais adequados para cada processo.

Com base neste experimento, define-se escoamento laminar e escoamento turbulento.

Escoamento Laminar – É aquele em que as partículas do escoamento possuem trajetória reta, sem agitações transversais, mantendo-se em lâminas. Isto acontece no experimento de Reynolds, quando a válvula está pouco aberta, gerando baixas vazões do fluido colorido.  Este escoamento é pouco observado na prática (BRUNETTI, 2008.

Escoamento Turbulento – É aquele em que as partículas apresentam um movimento aleatório microscópio, isto é, a velocidade apresenta componentes transversais.  No experimento de Reynolds, isto pode ser visto quando a válvula está mais aberta, gerando vazões maiores e crescentes do fluido colorido (BRUNETTI, 2008).

Para escoamento de dutos com seção circular, verifica-se que, para Re<2100, o escoamento é laminar em geral. Se Re >2500, o escoamento geralmente é turbulento. Dessa forma, se estabelece uma faixa de transição na qual os dois tipos de escoamento podem existir, sendo que para 2100

4. MATERIAIS E MÉTODOS

4.1. Lista dos materiais utilizados

• Reservatório transparente
• Tubo transparente
• Corante - Tetracloreto de Carbono
• Registro esfera
• Béquer
• Cronometro
• Água

4.2. Procedimento Experimental

Em um modelo experimental baseado no experimento de Reynolds para visualização dos diferentes tipos de regimes de escoamento, é aberta parcialmente a válvula esfera, medindo o volume coletado em um béquer, cronometrando o tempo de coleta e observando visualmente o comportamento do filete colorido, verificando-se o regime é laminar, crítico ou turbulento. A sequência foi repetida diversas vezes, sempre aumentando gradualmente a abertura da válvula esfera, até a sua abertura total.

5. RESULTADOS E DISCUSSÃO

5.1. Memorial de cálculo

Conforme anexo III

5.2. Discussão 

De acordo com os dados obtidos na realização do experimento, pegaram-se os volumes medidos em seus respectivos tempos e através da fórmula Q=V/t(s) calculou-se a vazão. Na média foi coletado o volume de 340 ml, variando o tempo e a vazão da torneira.  Anotando-se as vazões, através da formula da equação da continuidade, podemos concluir a formula da velocidade. Como o fluido usado é a água adotamos que a viscosidade dinâmica como 10e-6, diâmetro 0,0127m e temperatura da água de 20ºC.