Fenômenos de Transporte Experimental

1
ESTUDO DA INFLUÊNCIA DA PERDA DE CARGA E DA RUGOSIDADE DO TUBO NO
ESCOAMENTO FORÇADO DE LÍQUIDOS

Sumário. Esta experiência tem como objetivo a utilização da equação de conservação de energia e conservação da massa para escoamento forçado de líquidos em recipiente de formato cilíndrico, através de aplicações práticas, e a utilização de manômetro diferencial na tomada das medições realizadas. Foram analisadas as influências do comprimento e do diâmetro do tudo no valor da perda de carga, sendo que o último interfere mais fortemente nesse valor.

Introdução

As definições de escoamento laminar e turbulento conhecidas atualmente foram determinadas a partir de experiências realizadas pelo físico Osborne Reynolds, sendo o escoamento laminar aquele em que as partículas fluidas movem-se em camadas lisas, ou lâminas, e o escoamento turbulento aquele em que as partículas fluidas se misturam rapidamente enquanto se movimentam ao longo do escoamento, devido a flutuações aleatórias no campo tridimensional de velocidades. Exemplos típicos de trajetórias de cada um desses escoamentos são ilustrados na Figura 1, que mostra um escoamento unidimensional.
A velocidade do escoamento laminar é simplesmente u; a velocidade do escoamento turbulento é composta pela velocidade média

u mais três componentes das flutuações

aleatórias de velocidade u’, v’ e w’.

Figura 1: Trajetórias de partícula em escoamentos unidimensionais, laminar e turbulento.

Além da velocidade, Reynolds concluiu que o fluido utilizado e o diâmetro do duto em que esse fluido escoa durante os experimentos também influem no tipo de escoamento. Dessa maneira, ele obteve uma equação que relacionasse essas variáveis:

Re 

Vd Vd




(1)

Onde:
Re: Número de Reynolds ρ: massa específica do fluido

Escola de Engenharia de Lorena EEL - USP

2
V: velocidade média do escoamento d: diâmetro do tubo µ: viscosidade dinâmica do fluido

ν: viscosidade cinemática do