Escoamento Laminar

1) OBJETIVO
Os objetivos dessa experiência são a visualização dos escoamentos laminar, de transição e turbulento, por injeção de corante e o cálculo do número de Reynolds, comparando os resultados encontrados.
2) INTRODUÇÃO TEÓRICA

2.1. Determinação do número de Reynolds
O número de Reynolds é dado por:

(1)
Em que:
Re=número de Reynolds (adimensional); ρ= massa específica do fluido ();
D= diâmetro da tubulação (m);
V= velocidade médio do escoamento (); µ= viscosidade dinâmica do fluido (Pa.s); v= viscosidade cinemática do fluido ().

Considere que:
- ρ e µ são propriedades do fluido e dependem da temperatura; portanto é preciso medir a temperatura da água; entrar em tabela de propriedade da água e procurar ρ e µ na temperatura determinada.
-D é medido na própria tubulação com auxílio de um paquímetro.

A literatura apresenta vários limites superiores para o escoamento laminar. White (2000), Fox e McDonald (2006) e Cengel e Cimbala (2007) apresentam o valor de 2300 para o limite superior. Mott (2000) e Potter e Wiggert (2004) apresentam o valor de 2000. Munson, Young e Okiishi (2002) apresentam o valor de 2100. Para fins de padronização nessa prática, consideraremos os seguintes valores:

Re<2000-escoamento laminar
2000<Re<2400-escoamento de transição
Re>2400-escoamento turbulento

2.2. Vazão em volume (Q)
A vazão em volume ou vazão volumétrica (Q) é definida como o volume de fluido que passa por uma determinada seção transversal por unidade de tempo.

(2)
Em que:
Q=vazão volumétrica ();
V= volume que passa por uma determinada seção transversal por intervalo de tempo ();
Δt=intervalo de tempo (s).

A vazão volumétrica também pode ser definida como

(3)
Em que:
Q=vazão volumétrica (); v=velocidade média do escoamento (m/s);
A=área de seção transversal da tubulação ().
Desse modo, pode-se calcular a velocidade média, isolando-se v na Eq. (3) e determinando Q através da Eq. (2).

3) PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
Os equipamentos e procedimentos experimentais são