Experimento Reynolds

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UNIÃO DE ENSINO SUPERIOR DE VIÇOSA

FACULDADE DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS E DA SAÚDE

CURSO DE ENGENHARIA QUÍMICA

ISABELA BICALHO

KARLA VITÓRIA

LUCAS ALVES

MARIANY RIBEIRO

PAULA CORDEIRO

PÁTRICIA SALES

SORAYA ARAUJO

EXPERIMENTO DE REYNOLDS

VIÇOSA

MINAS GERAIS – BRASIL

2016

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1. INTRODUÇÃO

Em 1883 Osborne Reynolds foi quem definiu os primeiros critérios para se avaliar o tipo de regime que um escoamento poderia apresentar. Ao adicionar corante no reservatório A e abrindo-se pouco o registro B (figura 1), observou-se um filete colorido fluindo sem quaisquer perturbações ou misturas apresentando movimento lento. Ao se abrir o registro um pouco mais, em dado momento o filete se desfaz, apresentando-se interrupções e bruscas variações de direção, exemplificando o regime de transição. A abertura do registro continua e o filete desaparece por completo, misturando-se totalmente o corante, é a instalação do regime turbulento. Os regimes podem ser visualizados nas figura 2 (HIDRÁULICA GERAL, 2012).  

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Figura 1: Experimento de Reynolds

Fonte: Hidráulica Geral, 2012.

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Figura 2: Tipos de regime

Fonte: Hidráulica Geral, 2012

Em seus experimentos e estudos, Reynolds demonstrou a existência de três tipos de escoamento, o laminar, o transiente e o regime turbulento. O escoamento laminar (figura 3) ocorre quando as partículas de um fluido movem-se ao longo de trajetórias bem definidas, apresentando laminas ou camadas, cada uma delas preservando sua característica no meio. Nesse escoamento a viscosidade age no fluido no sentido de amortecer a tendência de aparecimento de turbulência. O escoamento laminar ocorre geralmente em fluidos que apresentam maior viscosidade e a baixas velocidades (RODRIGUES, 2016).

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Figura 3: Escoamento laminar.

Fonte: Rodrigues, 2016.

 O escoamento turbulento ocorre quando o movimento das partículas não se dá em trajetórias bem definidas, isto é, as partículas descrevem movimentos irregulares, aleatoriamente, produzindo uma transferência de quantidade de movimento entre regiões de massa liquida. Um exemplo deste escoamento é a água, cuja a viscosidade é baixa.  Em tubos fechados os escoamentos laminar e turbulento podem ser observados abaixo (figura 4) (RODRIGUES, 2016).

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Figura 4: Escoamento laminar (a) e escoamento turbulento (b) em tubos fechados.

Fonte: Rodrigues, 2016.

Ao concluir seu trabalho, Reynolds nomeou seu número absoluto com sendo o NÚMERO DE REYNOLDS (Re), sendo um número adimensional usado para o cálculo do regime de escoamento de determinado fluido sobre uma superfície ou dentro de um tubo. É utilizado, por exemplo, em projetos de tubulações industriais e asas de aviões. O seu significado físico é um quociente entre as forças de inércia e as forças de viscosidade (RODRIGUES, 2016).

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ρ= massa específica do fluido

v= velocidade do escoamento

µ= viscosidade dinâmica do fluido

D= diâmetro da tubulação

Enquanto o valor de Re permanece abaixo de 2000 o escoamento é considerado laminar. Para valores entre 2000 e 4000 observa-se o comportamento irregular, o regime pode se comportar como laminar em forma instável considerando o regime transiente. Por fim, para valores de Re maiores que 4000, o escoamento é turbulento (RODRIGUES, 2016).

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1. OBJETIVO

A prática tem como objetivo observar os três tipos de escoamento, determinar experimentalmente o número de Reynolds para o escoamento de fluidos em tubo circular reto de vidro e determinar experimentalmente a variação do fator de atrito com a vazão.