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Gabriel Cavelhão Tiago Tondello

Profº: Adans Iraheta Marroquín Disciplina de Mecânica dos fluidos

Passo Fundo2008

Figura 1: Escoamento laminar2
Figura 2: Escoamento turbulento3
Figura 3: Esquema utilizado na pratica8
1 INTRODUÇÃO2
2 METODOLOGIA4
2.1 Determinação do numero de Reynolds4
2.2 potência da bomba4
2.3 Carga total de escoamento por gravidade4
2.4 Massa Especifica e força de empuxo de corpos de prova4
3 RESULTADOS6
3.1 Experiência de reynolds6
3.1.1 Equação de massa6
KgmQ =6
3.1.2 Equação média da massa6
3.1.3 Equação da Velocidade de escoamento6
AVQ *=6
3.1.4 Equação da área7

segt

7
3.1.5 Equação da determinação do numero de Reynolds7
ϕ DV **Re =7
3.2 Potência da bomba8
3.3 Carga total de escoamento por gravidade10
3.4 Massa Especifica e força de empuxo de corpos de prova1
3.4.1 Cubo1
3.4.2 Esfera12

1 INTRODUÇÃO

A pratica foi dividida em 4 partes cada uma delas com um determinado objetivo especifico.

a) Experiência de Reynolds

O objetivo principal consiste na determinação do número de Reynolds.

O escoamento dos fluidos podem assumir diversas classificações. Segundo Fox e McDonald (1995, p.26) para escoamentos viscosos, seus regimes podem ser classificados em laminar ou turbulento. Segundo o Autor, "(...) No regime laminar, a estrutura de escoamento é caracterizada pelo movimento suave em laminar, ou camadas, figura 1 (...) Um filamento delgado de corante injetado num escoamento laminar aparece como linha única, não há dispersão de corante pelo fluxo, exceto aquela, lenta decorrente do movimento molecular."

Figura 1: Escoamento laminar

Desta maneira, como é esclarecido acima, neste tipo de escoamento, conforme Streeter e Wylie (1992, p. 8) explica, (...) as partículas movem-se por trajetórias suaves, em lâminas ou camadas , com cada uma destas deslizando suavemente sobre outra adjacente(...)"

Falando no regime turbulento Fox e McDonald propõe que é caracterizado por movimentos aleatórios de partículas fluidas, com trajetórias irregulares como demonstra a figura 2."(...) um filamento de corante injetado num escoamento turbulento dispersa-se rapidamente por todo o campo de escoamento(...)".

Figura 2: Escoamento turbulento

O número de Reynolds, é um parâmetro adimensional relacionado por velocidade de escoamento (V), diâmetro do tubo de escoamento (D), viscosidade absoluta (µ) e massa específica (ρ). Segundo Bertulani (1999), o chamado número de Reynolds pode ser usado para prever o surgimento da turbulência em um fluido. Então, para o escoamento em torno de um cilindro o número de Reynolds é:

Re= D.V.ρρρρ/µ

Segundo o autor para esse número, que aumenta com a velocidade e decresce com a viscosidade, a turbulência surge quando ele é maior que cerca de 2300, e quando Reynolds menor ou igual a 2300, tem-se fluxo laminar.

b) Potência da bomba

Bombas são máquinas destinadas a promover o transporte de líquidos. De acordo com nossas classificações iniciais, são máquinas de fluxo, semelhantes, em termos dos princípios operacionais, aos ventiladores e, de certa forma, às turbinas hidráulicas. As bombas promovem o deslocamento de líquidos, os ventiladores propiciam a movimentação de gases, ambos transferindo energia a estes fluidos de trabalho. As turbinas hidráulicas retiram energia do fluido de trabalho. c) Carga total de escoamento por gravidade d) Massa especifica e força de empuxo de corpos de prova

2 METODOLOGIA 2.1 DETERMINAÇÃO DO NUMERO DE REYNOLDS

Em primeiro momento foi executado a coleta da temperatura ambiente local. Como procedimento seguinte passou-se a realizar a primeira parte da pratica para determinar o numero de Reynolds.

Em primeira fase foi mantido um regime permanente de escoamento, definido um baixo efluxo de massa, logo foi coletado uma quantidade de água e fixado um tempo em (seg), assim se repetiu por três vezes. Foi injetado um corante para determinar visualmente se o comportamento do fluido era turbulento ou laminar.

2.2 POTÊNCIA DA BOMBA

Foi aberta a válvula globo, logo ligado a bomba e anotado a diferença de pressão do manômetro, coletado a água que escoou por um tempo determinado em (seg), medido a massa para determinar a vazão na saída do menor tubo circular. Assim foi estruturada a equação de Bernoulli modificada para esta experiência visando obtermos a carga da bomba e assim estimado a potencia da bomba.

2.3 CARGA TOTAL DE ESCOAMENTO POR GRAVIDADE

Foi aberta a válvula globo, assim anotado o valor de pressão manométrica e determinado um tempo para coletar água e medido sua massa, repetido por mais duas vezes para obter uma média, mesmo caso de antes foi estruturado a equação de Bernoulli modificada a partir da placa de orifício até a saída, determinado a carga total do fluido na saída.

2.4 MASSA ESPECIFICA E FORÇA DE EMPUXO DE CORPOS DE PROVA

Primeiramente foi medido a massa e dimensões dos corpos de prova, logo foi mergulhado os corpos de prova em buretas e anotado o volume deslocado e comparado com o volume das dimensões medidas. Assim foi calculado o peso dos corpos de prova, calculado o empuxo da água sobre os corpos de prova, calculado as massas específicos (pesos específicos) e comparado com os dados da literatura.

3 RESULTADOS 3.1 EXPERIÊNCIA DE REYNOLDS

A partir da fórmula 3.1.1, com a quantidade de água coletada num tempo estimado de 15 seg obtemos a quantidade de massa (Kg) por tempo (seg);

3.1.1 Equação de massa

segt KgmQ=

seg Kg seg

seg Kg seg

seg Kg seg

A partir das três determinações de massa de água que obtivemos é feita uma média entre essas;

3.1.2 Equação média da massa

segL seg

A partir da formula 3.1.3 determinamos a velocidade de escoamento;

3.1.3 Equação da Velocidade de escoamento AVQ*=

segm segm mA

Sendo medido o dímetro da tubulação que foi de 1”, podemos calcular a área pela fórmula 3.1.4;

3.1.4 Equação da área

Buscando valores tabelados para massa especifica da água foi obtido valor de 365,998m

Kg , tendo massa especifica )(ϕ, velocidade de escoamento )(V, diâmetro do tubo )(D e viscosidade absoluta )(µ, podemos determinar Reynolds (Re)pela equação 3.1.5;

3.1.5 Equação da determinação do numero de Reynolds µ ϕDV**Re=

Obtido Reynolds com um valor de 1824,53, pode ser dito que o fluxo é laminar sendo que está entre 2300Re≤.

Novamente é repetido todo o procedimento anterior, porém com outra vazão, maior que a utilizada anteriormente, sendo determinada a massa )(Q, )(Qm, )(V, e utilizada a mesma área da vazão anterior sendo que esta se deu na mesma tubulação e por fim determinado (Re);

seg Kg

seg Kg

seg Kg

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