EXPERIMENTO DE REYNOLDS – TESTES PARA ANÁLISE DO REGIME DE ESCOAMENT

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EXPERIMENTO DE REYNOLDS – TESTES PARA ANÁLISE DO REGIME DE ESCOAMENTO

Resumo: Foram realizados experimentos em laboratório visando o fluxo de um liquido em meio à àgua, onde esse fluxo sofre um aumento de velocidade que através do mesmo deveria ser determinado em laminar, transitório ou turbulento.  Sendo feito esse experimento em uma bancada no laboratório tendo como objetivo calcular o número de Reynolds.

Palavras-chave: EXPERIMENTOS, LABORATÓRIO, REYNOLDS.

Introdução

Procurando observar o comportamento do escoamento dos líquidos, Osborne Reynolds usou um dispositivo que consiste num tubo transparente com paredes de vidro. Um corante é introduzido na entrada do tubo. Ao abrir gradualmente o obturador (torneira), observa-se a formação de um filete retilíneo. Neste tipo de movimento, definido como laminar, as partículas apresentam trajetória bem definidas que não se cruzam. Ao abrir um pouco mais a torneira, a velocidade aumenta o filamento de tinta passa a ter um comportamento “ondulado”. Esse comportamento é definido como transição.

Numa terceira observação, onde a torneira é aberta ainda mais e o filamento se difunde no liquido, como consequência do movimento desordenado das partículas. Esse regime denomina-se turbulento.

Após investigações experimentais e teóricas, Reynolds conclui que o critério mais apropriado para se determinar o tipo de escoamento em uma canalização não se atém exclusivamente ao valor da velocidade, mas a uma expressão adimensional na qual a viscosidade do liquido também é levada em consideração.

Reynolds observou que o fenômeno ensaiado, dependia das seguintes variáveis: ρ - massa específica do fluido; v - velocidade média do escoamento; D - diâmetro interno da tubulação; μ - viscosidade do fluido.

Através da análise adimensional, ele obteve o chamado número de Reynolds (Re) e estabeleceu a seguinte equação: Re=  ρ x v x D  / μ), para Re ≤ 2000 - escoamento laminar; para 2000 < Re < 2400 - escoamento de transição; para  Re ≥ 2400 - escoamento turbulento.

Procedimento experimental

Os procedimentos são bem simples, porém é preciso prestar muita atenção, pois não da para ver as transformações a olho nu, então é preciso deduzir mais ou menos o que é visto.

Primeiramente é preciso ligar a chave principal e assim ligar a Bomba (A), essa bomba libera um jato de tinta para colorir a água fazendo com que assim seja possível visualizar e prosseguir com a experiência.

É preciso colocar o potenciômetro em 12,00 de potencia dissipada, no outro setor do maquinário existem tubos onde um deles é transparente para que seja possível verificar o escoamento, no início do tubo há um registro para que acionasse a bomba A que por si libera a coloração, e no final desse tubo tem outro registro para regular a velocidade da água e definir os escoamentos.

Depois de regulado tudo isso, é preciso deixar o rastro da tinta o mais reto possível para analisar o escoamento laminar, depois calcular a velocidade de um ponto A ao ponto B utilizando apenas uma régua e um cronômetro, fazer o mesmo no escoamento em TRANSIÇÃO e no escoamento TURBULENTO, cronometrar cinco vezes cada um dos escoamentos.

O objetivo do experimento é fazer com que esse jato de tinta fique: LAMINAR, em TRANSIÇÃO e TURBULENTO entre um ponto A ao B.

(Escoamento Laminar) Ocorre quando as partículas de um fluido movem-se ao longo da trajetória bem definidas, apresentando camadas, cada uma delas preservando sua característica no meio. No escoamento laminar a viscosidade age no fluido para não ocorrer turbulência, normalmente ele ocorre em baixa velocidade com fluidos que tenham uma viscosidade mais baixa.

(Transição) é quando o escoamento esta passando de laminar para turbulento,  seria uma passagem ou uma transformação ou vice-versa.