escoamento turbulento rugoso

EXPERIÊNCIA 2- ESCOAMENTO TURBULENTO RUGOSO

Objetivo
A presente experiência objetiva constatar a adequação da fórmula universal da perda de carga para escoamento turbulento hidraulicamente rugoso, onde “f” é dado pela Equação:

Introdução
Um escoamento permanente (em média) em tudo cilíndrico circular de diâmetro D e com rugosidade equivalente e pode ocorrer com diferentes características cinemáticas. Estas características são condicionadas pela rugosidade relativa ℰ/D ou pelo adimensional R= VD/ν denominado número de Reynolds, onde V é a velocidade média na seção transversal do tubo e ν é o coeficiente de viscosidade cinemática do fluído escoante, que é a razão entre força de inércia e força viscosa.
Com base nas diferentes características que um escoamento num tubo cilíndrico circular pode adquirir, existe a seguinte classificação:
Escoamento Laminar: Este escoamento ocorre quando R ≤ 2000. Nele as partículas fluídas deslocam-se como se formassem cascas cilíndricas coaxiais, não se verificando mistura de partículas entre camadas diferentes.
Escoamento Turbulento: Este escoamento ocorre para R > 4000. Nele as partículas se deslocam na direção geral do escoamento e apresentam pulsações aleatórias da velocidade em módulo, direção e sentido. Junta á parede do tubo as partículas não têm pulsações de velocidade e a própria velocidade tende a zero à medida que a distância à parede tende a zero, sendo realmente nula a velocidade da partícula junto à parede (Princípio de Aderência). Este princípio justifica a existência, mesmo em escoamento turbulento, de uma camada de fluído adjacente à parede que não perde as características de laminar. Esta camada denomina-se filme laminar e tem espessura σ. A comparação entre o valor de σ e o valor da rugosidade ℰ permite a subdivisão do escoamento turbulento em três categorias.
Turbulento hidraulicamente liso: Este escoamento ocorre quando σ ≥ ℰ, isto é, quando a rugosidade encontra-se completamente mergulhada no filme laminar.