Estudo do Número de Reynolds
Cód. MF09
Descrição
Nos estudos relacionados ao escoamento dos fluidos e as mudanças que ocorrem quando passa de um regime para outro, Osborn Reynolds, desenvolveu um equipamento destinado a estudar tal comportamento.
Sua utilização, permitiu observar as características do escoamento, segundo a forma que flui em uma tubulação. Sendo classificados posteriormente em escoamento laminar, de transição e turbulento.
Na área da mecânica dos fluidos em muitas ocasiões, é necessário caracterizar o escoamento, para então realizar análises e compreender os diversos aspectos envolvidos com o regime de escoamento.
Destinado produzir condições semelhantes observadas por Osborn Reynolds, no estudo comportamento do fluido durante seu escoamento em uma tubulação, o equipamento permite a realização de atividades práticas de observação e caracterização do escoamento, além de possibilitar estabelecer as relações necessárias para compreensão do número Reynolds.
Características
O equipamento é constituído por uma bancada horizontal, com estrutura e tampo em aço, e rodízios para facilitar sua mobilidade. Esta estrutura dá suporte ao reservatório vertical de nível constante, ao tubo transparente para observação do escoamento, ao sistema de injeção de corante traçador na linha de fluxo, ao sistema de medição de vazão com dispositivo de manobra rápida e reservatórios graduados, ao conjunto de piezômetro/manômetro inclinado com sistema de variação de ângulo, ao reservatório inferior de coleta da água com corante durante o ensaio.
O reservatório vertical é responsável pelo suprimento do fluido necessário à realização das atividades é construído em material transparente, com laminador de fluxo, escala graduada para observação da altura da coluna de fluido na face frontal, conexão para entrada de fluido de reabastecimento com boia, ponto de conexão por flange do tubo de observação que constitui o caminho do fluido. Na face inferior possui conexões rápidas, que permitem a esvaziamento do reservatório após as atividades.
O tubo de observação que constitui o caminho do fluido é transparente, sendo conectado ao reservatório vertical por meio de um flange. Possui ao longo de sua extensão pontos para tomadas de pressão e injeção de corante para observação do escoamento. Uma válvula agulha é destinada a regulagem do escoamento, a ser estabelecido durante a atividade. Na extremidade da tubulação há uma válvula do tipo esfera para abertura e fechamento do fluxo, de maneira a não interferir na regulagem ajustada.
O Sistema de injeção de corante traçador na linha de fluxo, para visualização do regime de escoamento no estudo do número de Reynolds, é constituído por um reservatório em material transparente, tubos, válvula tipo agulha unidirecional para o controle do fluxo de corante e injetor. O sistema permite, diferentes posicionamentos de injeção do corante no interior do perfil da tubulação, por possuir um sistema deslizante na haste do injetor.
O sistema de medição de vazão é do tipo volumétrico, composto por dois reservatórios integrados destinados a coleta do fluido e um dispositivo de manobra rápida para direcionamento do fluxo ao reservatório. Os reservatórios possuem escalas graduadas frontais, para rápida visualização do volume coletado, sendo utilizados em baixa, média e alta vazões de fluido.
***O conjunto de piezômetro/manômetro do equipamento, é constituído por quatro tubos sendo um, com possibilidade de utilização em diferentes inclinações (30°, 45° e 60°), durante os estudos relacionados a resistência ao escoamento, perda de carga, linha de energia, piezométrica e aplicação da equação de Bernoulli.
O reservatório inferior, permite coletar o fluido do sistema de medição e com corante durantes o ensaio, para posterior tratamento ou direcionamento do mesmo ao sistema de drenagem.
Especificações técnicas:
- Reservatório vertical com laminador de fluxo, escala métrica na frontal, confeccionado em material transparente;
- Carga hidráulica máxima no tubo de observação: 0,5 mca;
- Tubo de observação em material transparente com diâmetro interno de 30mm;
- Válvula para regulagem do fluxo;
- Válvula tipo esfera para abertura e fechamento do fluxo;
- Reservatório inferior de fluido;
- Reservatório de corante;
- Válvula de regulagem de fluxo de corante: tipo agulha unidirecional;
- ***Conjunto de piezômetro/manômetro composto por: 4 tubos;
- ***Piezômetros/manômetro com capacidade de medida de 600 mmca;
- ***Capacidade de inclinação do piezômetro/manômetro inclinado: 30º, 45° e 60°;
- Sistema de manobra rápida do fluxo para reservatório graduado;
- Reservatórios graduados integrados com capacidades de: 2,1 e 4,2 litros.
Observações:
- Há necessidade de conexão à rede hidráulica para fornecimento de água ao equipamento;
- A manutenção do nível constante no interior do reservatório vertical, depende da capacidade de fornecimento de água da rede hidráulica do local;
- Há necessidade de uma rede de esgoto no local para descarte da água após e/ou durante a utilização do equipamento.
*** Opcional
Aplicações
O equipamento MF09 Estudo do Número de Reynolds, permite a realização de atividades práticas de apoio, as abordagens teóricas relacionadas a:
- Medição de vazão pelo método volumétrico;
- Princípio da continuidade no escoamento em uma tubulação;
- Determinação da velocidade média no escoamento em uma tubulação;
- Demonstração do escoamento laminar, de transição e turbulento em uma tubulação;
- Determinação do Número de Reynolds do escoamento em tubos circulares;
- Queda de pressão e perda de carga no escoamento;
- Diagrama de Moody e equação de Colebrook;
- Aplicação da equação de Bernoulli no escoamento em uma tubulação horizontal.