MecFluLab Exp01

EXP. 1 – EXPERIÊNCIA DE REYNOLDS
Visualização de Tipos de Escoamentos
1.1- Objetivos
Em 1883, um pesquisador inglês chamado Osborne Reynolds (1842/1912) (Fig. 1.1) estava interessado em determinar o comportamento dos fluidos no interior dos condutos. Para tanto montou uma bancada e, injetando pequena quantidade de um fluido colorido (miscível em água) no escoamento de água, visualizou através de um tubo transparente, dois tipos bem definidos de escoamentos (vide item 3.2 do Livro texto de Teoria):



Escoamento Laminar
Escoamento Turbulento

Fig. 1.1

Reynolds verificou também que a passagem de um para o outro tipo não era imediata, definindo um terceiro tipo de escoamento, de pequena importância, que seria apenas a passagem do laminar para o turbulento (Fig. 1.2).

Fig. 1.2

Percebendo a importância desta determinação, Reynolds verificou a necessidade da criação de um modelo matemático que pudesse determinar o tipo de escoamento, sem depender de uma experiência de laboratório.
Estudando o fenômeno, determinou todas as variáveis envolvidas que influíam no tipo de escoamento (Fig. 1.3), chegando à seguinte função:

Fig. 1.3

(

)

Onde:
= massa específica do fluido do escoamento
= viscosidade dinâmica do fluido do escoamento
= velocidade média na seção do tubo transparente
= diâmetro do conduto (transparente)
Combinando as variáveis envolvidas (Cap. 6 – Livro texto de Teoria), montou uma relação adimensional que recebeu o nome de nº de Reynolds (Re):



Pois,

= viscosidade cinemática  = 

Calculando a relação acima, a partir dos resultados conseguidos através de vários ensaios,
Reynolds estabeleceu os seguintes valores, válidos para escoamentos em condutos cilíndricos (condutos de seção transversal constante):
Escoamento Laminar

Re ≤ 2000
Escoamento de Transição  2000 < Re < 2400
Escoamento turbulento

Re ≥ 2400
Portanto, na realização desta experiência, visamos atingir dois objetivos:
1º visualizar os tipos de escoamentos;
2º comparar os