Experiência de Reynolds

Fenômenos de Transporte I

Prática 01: Determinação do regime de escoamento (Experiência de Reynolds)

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Introdução:
Em 1883, procurando observar o comportamento do escoamento dos líquidos, Osborne Reynolds empregou um dispositivo como esquematizado na Figura abaixo que consiste de um tubo de vidro inserido em um recipiente com paredes de vidro. Um corante (azul de metileno) foi introduzido na entrada do tubo. Ao abrir a válvula de controle de vazão, ele observou dois escoamentos diferentes do corante inserido no interior do tubo: o primeiro, com a válvula pouco aberta, onde o corante segue ao longo de linhas retilíneas de movimento do fluido, definido como laminar, e o outro ao abrir mais a válvula, a velocidade do fluido aumenta e o corante inserido move-se em trajetórias sinuosas da maneira mais indireta possível. Este regime de escoamento foi definido como turbulento. Portanto, ele descreveu como visualizar escoamentos laminares e turbulentos dos fluidos em movimento.

Objetivo: Determinar o regime de escoamento: laminar, transição e turbulento.

Aparelhagem: Balde, termômetro, proveta graduada de 2 litros e cronômetro digital.

Material: Água e solução de KMnO4 ou azul de metileno.

Procedimento:
1- Abrir o registro de gaveta e afrouxar a pinça na mangueira para permitir a passagem da solução de permanganato de potássio na mangueira de modo que possa sair a solução no interior da tubulação de vidro.
3- Determinar a vazão volumétrica através da medição do volume de água coletado em um determinado tempo (vazão = volume/tempo);
4- Determinar a temperatura da água dentro do tanque.

Cálculos:
1- Calcular o número de Reynolds para cada vazão.
Equações:

sendo: v - velocidade média do fluido, cm/s
D - diâmetro interno do tubo, cm μ - viscosidade dinâmica do fluido g/cm.s ρ - massa específica do fluido, g/cm3

Regime laminar: Re ≤ 2100
Regime de transição: 2100 < Re ≤ 4000
Regime turbulento: Re > 4000