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Experimento de Reynolds
Visualização dos Regimes de Escoamento
Unidade Laboratorial para Experiência de Reynolds: determinação dos regimes de escoamento
pelo adimensional em tubo reto curva e joelho de dois diâmetros (Área da bancada: 0,7 x 1,3m
(LxC) ; Altura: 1,5 m), Que acompanhe: sistema deslizante para injeção de corante na linha de
fluxo; sistema de bombeamento e armazenamento de corante.
Foto Ilustrativa:
Especificações Técnicas:
Histórico:
Apresentado por Osborne Reynolds, em 1883, tem como função a demonstração da
existência de dois regimes de escoamento: o regime laminar e o turbulento. Para tal é
utilizado um tubo transparente, no qual a água escoa, partindo de um reservatório onde
se encontra em repouso. Um filete de tinta é injetado na corrente de água, permitindo a
visualização do escoamento através do comportamento deste filete. Se o filete escoa de
forma retilínea ao longo da tubulação, sem ocorrer uma mistura efetiva com a água,
então o escoamente é dito laminar. Caso haja uma mistura rápida com a água,
resultando no desaparecimento do filete, o escoamento atinge o regime turbulento.
Normalmente, em tubulações, admite-se que o escoamento seja laminar para Re < 2300,
laminar ou turbulento, dependendo das condições do escoamento na tubulação, para
2300 < Re < 4000. Para Re > 4000, o escoamento atinge o regime turbulento. Re
representa o Número de Reynolds (adimensional), sendo dado pelo produto entre a
massa específica do fluido, a velocidade média na tubulação, e o diâmetro interno da
tubulação, dividido pela viscosidade absoluta do fluido. Para a redução do nível de
agitação da água no reservatório é necessário que esta permaneça em repouso por um
tempo superior a uma hora, evitando-se assim a formação de escoamentos secundários
dentro do tubo. Estes escoamentos secundários promovem distorções no filete de tinta
que passa a assumir formas diversas, girando ao longo do eixo central do tubo.
Detalhes da Unidade:
Vista lateral, com os reservatórios de água e de tinta.
Outros detalhes importantes devem ainda ser observados, como a introdução da tinta
(azul de metileno), antes da entrada da tubulação, pois o tubo de injeção também
perturba o escoamento. Também a forma de entrada da tubulação merece atenção
especial, sendo recomendada uma entrada de perfil elíptico, como uma boca de sino,
evitando-se
a
formação
de
vórtices
no
escoamento.
Com esta série de cuidados, pode-se manter o regime laminar para valores fora da faixa
apresentada acima, chegando-se a Re > 8000. Estes valores, logicamente, são valores
especiais de laboratório, enquanto as faixas especificadas aplicam-se para tubulações
normais, e servem como regra geral para escoamentos na prática.
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