Relatorio Reynolds Unit

UNIVERSIDADE TIRADENTES – UNIT

ENGENHARIA DE PRODUÇÃO

 

LUZIMAR FREITAS MATIAS DE ANDRADE

EXPERIMENTO DE REYNOLDS

ARACAJU, SE – BRASIL

2017

LUZIMAR FREITAS MATIAS DE ANDRADE

EXPERIMENTO DE REYNOLDS

Relatório de aula prática da disciplina Fenômenos de transporte, turma N02, Curso de Engenharia Produção da  Universidade Tiradentes sob orientação da Professora Nayara Bezerra Carvalho.

ARACAJU, SE – BRASIL

2017

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO        4

2 MATERIAIS E MÉTODOS        5

2.1 Materiais        5

2.2 Procedimentos        5

3 RESULTADOS E DISCUSSÃO        7

4 CONCLUSÃO        9

5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS        10

1 INTRODUÇÃO

O conceito do número do Reynolds foi primeiramente pensado por George G. Stokes em 1851, contudo o número analisado foi denominado “de Reynolds” após Osborne Reynolds, um físico e engenheiro irlandês, que popularizou seu uso em 1883. O número de Reynolds surge quando se realiza uma análise dimensional em problemas de dinâmica de fluidos e tem como principal utilidade a caracterização de diferentes regimes de fluxo:  laminar, transição ou turbulento. O seu significado físico é um quociente entre as forças de inércia e as forças de viscosidade.

A importância fundamental do número de Reynolds é a possibilidade de se avaliar a estabilidade do fluxo podendo obter uma indicação se o escoamento flui de forma laminar, transiente ou turbulenta. Um número de Reynolds “crítico” diferencia os regimes de escoamento laminar e turbulento em condutos na camada limite ou ao redor de corpos submersos (STREETER e WYLIE, 1982).  Com isso, podem-se realizar os dimensionamentos industriais e optar por materiais mais adequados para cada processo. É utilizado, por exemplo, em projetos de tubulações  industriais e asas de aviões.

Os fluidos podem escoar de maneira suave e bem ordenada ou de forma irregular com turbulência, sendo assim chamados de escoamento laminar e turbulento, respectivamente. Quando o movimento do fluido passa como se  este fosse constituído de lâminas paralelas que deslizam umas em relação às outras, sem ocorrer uma  mistura macroscópica, tem-se o escoamento  laminar. Quando as partículas fluidas se movem em traje tórias irregulares e ocorre uma mistura macroscópica, tem-se o escoamento turbulento (LIVI, 2004).

Reynolds observou que o escoamento no interior de um duto de seção circular de diâmetro constante é laminar ou turbulento em função de uma relação entre a velocidade de escoamento, o diâmetro do duto, a massa específica e a viscosidade dinâmica do fluido (LIVI, 2004).

                                             

                                             [pic 1]

                                                       

onde:

• V – velocidade do escoamento;

• D – diâmetro do tubo;

• μ – viscosidade dinâmica do fluido;

•  – viscosidade cinemática do fluido;[pic 2]

• ρ – massa específica do fluido;

• Re – número de Reynolds.

No caso de escoamento em dutos circulares o valor crítico do número de Reynolds é:

Laminar: Re < 2000

Transiente: 2000 < Re < 4000

Turbulento: Re > 4000

A prática teve como objetivo identificar visualmente os tipos de escoamento do fluido, além de efetuar cálculos para a determinação do Número de Reynolds em diferentes tipos de escoamento: laminar, de transição e turbulernto.

2 MATERIAIS E MÉTODOS

2.1 Materiais

• Capilar para injeção de tinta no centro da tubulação;
• Cronômetro;
• Pedaço de fita adesiva;
• Proveta;
• Reservatório de água;
• Reservatório de corante;
• Reservatório para armazenar água (após líquido percorrer o tubo);
• Termômetro;
• Tubulação de vidro com diâmetro de comprimento conhecido;
• Válvula reguladora da água.

2.2 Procedimentos

• Primeiro aferiu-se a temperatura da água com um termômetro. Foi colado, de forma horizontal, um pedaço de fita adesiva na parte frontal do reservatório de água, exatamente no nível da água;
• Em seguida, com o nível do reservatório de distribuição constante, foi aberta a válvula  reguladora da água iniciando-se com uma abertura pequena;
• Depois foi aberta a válvula que libera o corante;
• Ajustou-se a vazão dessas duas válvulas;
• Enquanto observávamos o corante azul escoar ao longo do cilindro, um cronômetro foi acionado;
• Assim que o nível de tinta atingiu a parte inferior da fita adesiva, o cronômetro foi parado e marcou-se o tempo de escoamento gasto.
• A abertura da válvula de água foi aumentada gradativamente, e a cada nova abertura da válvula, coletou-se um tempo. Foram realizadas 5 coletas de tempo, afim de possibilitar a observação dos três tipos de escoamento: laminar, de transição e turbulento.

Abaixo seguem as figuras 1, 2 e 3 que ilustram bem o que foi acima relatado: