Determinação do Número de Reynolds Crítico

O objetivo deste experimento é a determinação experimental do número de Reynolds crítico para dutos circulares e a determinação experimental da variação da perda de carga com a vazão em um tubo de vidro, circular e reto, observando as características visuais do regime laminar e turbulento.

O número de Reynolds é adimensional e nos permite determinar o tipo de escoamento: se este número for menor que 2000, o regime é laminar; acima de 4000, o regime será turbulento. Através do volume e do tempo, calcula-se a vazão.

Para cada mudança na vazão volumétrica, foi aferida uma diferença de altura no fluido manométrico. Foi necessário encontrar o h inclinado e corrigir o valor multiplicando-o pelo cosseno do ângulo, pois o tubo estava inclinado. Com a densidade do fluido e a altura, podemos obter a diferença de pressão.

A perda de carga representa a energia por unidade de peso perdida no trecho da tubulação e pode ser dividida em:

• Perda de carga normal: ocorre em trechos retos de tubulação;
• Perda de carga localizada: verificada em acessórios.

O fator de atrito de Fanning está relacionado à perda de carga em uma tubulação em decorrência do atrito e depende do número de Reynolds e da rugosidade relativa. No cálculo do fator de atrito de Fanning (f calculado) para um tubo liso (ε = 0), observa-se que, no regime laminar, o fator de atrito possui valor maior e mais distinto, enquanto no turbulento possui valores menores e praticamente constantes.

É possível distinguir o regime laminar do turbulento pelas linhas de corrente e pelos coeficientes de atrito calculados, também observados nos gráficos em função do número de Reynolds. Neste experimento, foi possível observar o comportamento do fator de atrito e da queda de pressão com a variação da velocidade de escoamento. O número de Reynolds crítico caracteriza a transição, ou seja, não é nem laminar, nem turbulento.