Relatório Reynolds

                 Universidade Tecnológica Federal do Paraná – UTFPR[pic 1]

Laboratório de Fênomenos de Transporte e Operações Unitárias  /Engenharia de Alimentos

Professor Drº. Fábio Henrique Poliseli Scopel

 

Alana dos SantosTrento

Bianca Azevedo Soares

Isabella Dos Santos Silva

Juliana Arantes Silva

Natalia Volpe Lopes

Tabatha Freire

EXPERIMENTO DE REYNOLDS

Campo Mourão – PR

2017

SUMÁRIO

1.        INTRODUÇÃO        1

2.        MATERIAIS E MÉTODOS        6

3.        RESULTADOS        7

4.        ANÁLISE DOS RESULTADOS        10

5.        CONCLUSÕES        11

6.        SUGESTÕES        12

7.        REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS        13

8. ANEXOS        14

8.1 Memória de cálculo. Determinação do número de Reynolds.        14

8.2 Memória de cálculo. Determinação do fator de atrito de Darcy.        15

8.3 Memória de cálculo. Determinação do fator de atrito no gráfico de Moody.        16

8.4 Tabelas e/ou gráficos        17

8.4.1 Diagrama de Moody        17

RESUMO

Os procedimentos experimentais visaram analisar o regime de escoamento em um tubo de vidro liso, reto, com a mesma área de seção transversal em todo o seu comprimento, sem a utilização de bombas e turbinas, através do auxílio de equipamentos localizados no laboratório de Fenômenos de Transporte e Operações Unitárias da Universidade Tecnológica Federal do Paraná, campus Campo Mourão.

Os experimentos foram realizados em etapas, onde um recipiente graduado recebia 100 mL de água e era cronometrado, este procedimento foi repetido 9 vezes. Através disso e das características da água foi possível calcular o Reynolds, a fim de verificar se o escoamento observado poderia ser comparado com o regime de escoamento calculado.

Posteriormente, realizou-se o cálculo do fator de atrito de Darcy, através da equação universal e, também, utilizou-se a equação empírica de Blasius, devido a erros obtidos frente a possíveis considerações errôneas durante a aplicação da equação universal.  Também, com o auxílio do gráfico de Moody foi possível verificar se alguns  valores calculados para Reynolds eram similares ao diagrama. Da mesma forma, frente aos cálculos e gráfico de Moddy, realizou-se a análise do Reynolds crítico.  

SIMBOLOGIA E NOMENCLATURA

• Q – vazão, no SI em m³/s;
• V ou ∆v – volume ou variação do volume, no SI em m³;
• A – área, no SI em m²;
• tm – tempo médio, no SI em segundos (s);
•  – variação do tempo, no SI em segundos (s);[pic 2]
•  – viscosidade, no SI em Pa.s (1 N·s/m² ou 1 kg/(m·s));[pic 3]
•  – viscosidade cinemática, no SI em m²/s;[pic 4]
•  – massa específica, no SI em kg/m³;[pic 5]
• L – comprimento da tubulação, no SI em m;
• D – diâmetro, no SI em m;
• v – velocidade média do fluido, no SI em m/s;
•  são as velocidades médias nas seções 1 e 2, respectivamente, no SI em m/s;[pic 6]
• hf = perda de carga ao longo do comprimento do tubo (mca);
• f = fator de atrito de Darcy-Weisbach (adimensional);
• g = aceleração da gravidade local, no SI em m/s2 (padrão 9,807 m/s²);
• Re – número de Reynolds (admensional);
• ε – fator de rugosidade da tubulação;
•  – queda de pressão, no SI em Pa (equivalente a 1N/m²);[pic 7]
•  – perda de pressão, no SI em Pa (equivalente a 1N/m²);[pic 8]
• A  é a altura útil da bomba fornecida ao fluido, no SI em m;[pic 9]
•  é a altura da turbina extraída do fluido, no SI em m;[pic 10]
•  é a perda de altura irreversível entre as seções 1 e 2, respectivamente, no SI em m;[pic 11]
•  são os fatores de correção da energia cinética nas seções 1 e 2., respectivamente (admensional).[pic 12]

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1. INTRODUÇÃO

Fluidos em movimento são conhecidos como fenômenos de escoamentos e sua classificação depende da velocidade. Essa forma se sujeita ao comportamento das moléculas de fluido, que adotam um padrão de movimento denominado estrutura interna do escoamento. O estudo da estrutura interna dos escoamentos foi iniciado por Osborne Reynolds, em 1883, que foi iniciado por um experimento, atualmente conhecido como experimento de Reynolds, que consiste na injeção de um corante líquido na posição central de um escoamento de água interno a um tubo circular de vidro transparente. O comportamento do filete de corante ao longo do escoamento no tubo define três características distintas (ROMA, 2006).