A Experiência de Reynolds

Universidade Comunitária da Região de Chapecó

Área de Ciências Exatas e Ambientais

Curso de Engenharia Mecânica

Determinação do Reynolds Crítico

Relatório de aula prática apresentado ao Curso de ENGENHARIA MECÂNICA da UNOCHAPECÓ pelos acadêmicos (....), como parte dos requisitos de avaliação da Disciplina de Laboratório em Ciências Térmicas.

Professora:

Micheli Zanetti

Chapecó, novembro de 2014

RESUMO

Neste experimento serão determinados os números de Reynolds através da vazão, o principal objetivo é a determinação experimental do número de Reynolds (Re) Crítico. Determinação experimental da variação do coeficiente de atrito (Fanning) com a vazão, num tubo circular reto de vidro. Através desse experimento é possível fazer observações visuais das características dos escoamentos laminar e turbulento com o uso de uma agulha dosadora com fluido azul. No momento em que está fluindo algum liquido por uma tubulação, é de extrema importância saber em que regime o mesmo se encontra. Descobrindo o número adimensional de Reynolds, é possível identificar qual é o escoamento que está ocorrendo, se é laminar, transição ou turbulento.

No regime laminar, o fluído move-se de forma em que suas camadas sejam definidas, resultando em apenas uma troca de quantidade de movimento molecular. No regime turbulento essas mesmas partículas do fluído não conseguem se mover com trajetórias definidas, gerando um movimento aleatório. O regime de transição vai depender de quanto o escoamento está perturbado por vibrações no tubo podendo acontecer em vários números de Reynolds. Com base nos cálculos efetuados encontramos o número de Reynolds para nossa experiência, onde obtivemos o valor de 1670,41. Com esse dado, conseguimos calcular os valores para o fanning teórico e o experimental e por fim, verificar a margem de erro. O valor de fanning teórico encontrado foi de 0,009578, já o experimental obtivemos um resultado de 0,00952. Desta forma, com a fórmula para calcular o erro, substituímos os valores e encontramos um erro de 0,523%. Observamos que os resultados foram satisfatórios devido ao seu baixo erro.

SUMÁRIO

LISTA DE FIGURAS ii

SIMBOLOGIA iii

RESUMO vi

1. INTRODUÇÃO 7

2. REVISÃO BIBLIOGRAFICA 9

3. MATERIAL E MÉTODOS 9

3.1 Materiais 9

3.2 Métodos 10

4. RESULTADOS E DISCUSSÕES 11

4.1. Memorial de Cálculo; 13

4.1.1. Cálculo da Área (A); 13

4.1.2. Cálculo da Vazão (Q); 13

4.1.3. Cálculo da Velocidade (V); 14

4.1.4. Cálculo da Altura Manométrica (∆H); 14

4.1.5. Cálculo do Reynolds (Re); 15

4.1.6. Cálculo da Variação de Pressão (∆P); 15

4.1.7. Cálculo do Fator de atrito (fanning teórico); 15

4.1.8. Cálculo do Fator de Atrito (fanning Experimental); 16

4.1.9. Cálculo do Erro do Coeficiente de Atrito (Cfexp e Cfteórico); 16

4.2. Exercícios propostos; 17

5. CONCLUSÃO 19

6. REFERÊNCIAS 20

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 - Tipos de escoamentos 7

Figura 2 - Manômetro de tubo U e bureta contendo azul de metileno diluído 9

Figura 3 - Agulha dosadora de azul de metileno 10

Figura 4 - Gráfico Reynolds versus fanning experimental/teórico em regime laminar 12

Figura 5 - Gráfico Reynolds versus fanning experimental/teórico em regime turbulento 12

SIMBOLOGIA

Alfabeto Latino:

ΔP Queda de pressão (perda de carga) medida [Pa]

g Aceleração da gravidade [m/s²]

Cf Coeficiente de atrito (fator de Fanning) [adimensional]

L Distância entre as tomadas de pressão [m]

D Diâmetro interno do tubo [m]

Vm Velocidade média do escoamento [m/s]

Alfabeto Grego:

ρ Densidade [kg/m³]

μ Viscosidade do fluido [Pa.s]