Perda de Pressão de um Fluido em Escoamento Retilíneo

-Introdução:

O objetivo deste trabalho é estudar o escoamento de fluidos em tubos retilíneos liso e rugoso. Esse estudo foi baseado na coleta de dados em laboratório, e os conceitos teóricos aprendidos durante as aulas da disciplina Mecânica dos Fluidos. Teoricamente, em tubos retilíneos a pressão seria constante. Porém como a viscosidade gera forças de atrito, há variação de pressão. Calculamos os efeitos do atrito relacionando as seguintes equações:

-Equação de Bernoulli:

Sendo: i = velocidade i = pressão = aceleração da gravidade = densidade
No nosso sistema z1 = z2, então podemos reduzir a equação acima para:

Organizando de maneira mais conveniente, chegamos finalmente a:

- Equação da continuidade:

Sendo i o diâmetro.

Somamos as duas equações e obtemos:

Chamamos .
Isolando teremos:

Podemos calcular a diferença de pressão através da variação da altura do fluido ( que medimos no laboratório:

Como a densidade do ar é ínfima comparada à densidade da água, podemos considerar:
Relacionando isso com o encontrado, temos:

Tendo a velocidade, poderíamos achar o coeficiente de atrito de um escoamento ideal através da equação de Reynolds:

Mas como trata-se de uma experiência real, devemos calcular o fator de correção (C) para chegar ao valor real da vazão mássica:

Como já temos os valores de ρágua e A, com a vazão mássica real, temos o valor correto da velocidade.
Usamos a equação de Darcy-Weisbach e enfim chegamos ao fator de atrito (f):

-Procedimento Experimental: A parte experimental deste estudo consistiu em uma visita ao laboratório de mecânica dos fluidos (LEMF) para a coleta dos dados necessários para que fosse possível calcularmos o fator de atrito (f) e o número de Reynolds (Re) nos tubos liso e rugoso. No laboratório os dois tubos estavam ligados a quatro manômetros cujas alturas relativas nos indicavam a variação de pressão(h) e a perda de carga em cada um. Uma válvula controlava a