Experimento de Reynolds em laboratório virtual da Algetec

Olá pessoal hoje a gente vai fazer o experimento do número de reins a gente vai utilizar esse laboratório virtual eh para poder realizar esse número de esse experimento aqui a gente tem uma bancada com duas bombas um reservatório de água algumas tubulações eh de materiais diferentes aqui tem algumas singularidades como curvas redução ampliação e são utilizados em outros experimentos para fazer per de carga distribuída e localizada tá E aqui também a gente tem um reservatório esse reservatório que é vai ser utilizado para determinar o número de reins verificar se o esc commento é laminado transitório

ou turbulento então essa bancada Zinha que nós vamos utilizar né inicialmente a gente vai encher esse reservatório com com água tá certo e aqui tem um um eh reservatório de contraste aqui tem um reservatório de água vocês observem que esse esse reservatório de contraste aqui deixa eu ampliar Tá certo ele tem eh uma tubulação que vai passar por dentro desse reservatório uma Mangueirinha azul né tá certo vai passar por dentro desse reservatório e ela finda aqui no tubo de vidro que é esse tubo de Reynolds que a gente vai analisar o escamento então o contraste

só vai cair dentro na na na água né nessa nessa parte aqui então nós vamos encher com água abrir o o o o o registro do reservatório de contraste e depois a gente vai vai controlar a vazão de saída da água do reservatório por esse por esse registro e vamos ver o filete né de do contraste passando para poder a gente conseguir visualizar a o escamento da água a gente sabe se o filete for contínuo é o escamento laminar quando começar a ficar variando aí o filete é o transitório quando ficar bastante Turvo o o

o o filete a gente vai ver que é o e turbulento Tá certo então o contraste só vai se misturar com água nesse ponto então que a gente vai fazer encher e vai regular a vazão por aquele registro n por esse registro a medida que a água for escoando vai variar aqui a altura n do Nível a gente conhecendo a área da base Endo Qual é a variação de altura aqui do do da água a gente determina Qual é o volume que de água que tá saindo e temos também aqui nesse caso um cronômetro tá

pra gente determinar cronometrar quanto tempo levou para que essa água escoasse então com essas informações tá só uma lógica aqui passar bem resumido o o experimento aqui tá só simplesmente a a parte do experimento que de rinus né que é o reservatório de água o reservatório de contraste e o registro e o tubo transparente que é o tubo de Rin né então a gente vai com com com a variação da altura e a área da base a gente sabe determina o volume de água que saiu né com o volume de água e o tempo necessário

para esse escamento a gente determina então a vazão tá então com essa vazão e a área do do tubo a gente sabe qual é a velocidade do fluido que tá passando aqui pelo tubo e o número de reins é velocidade vezes o diâmetro dividido pela viscosidade cinemática então o diâmetro do tubo É nos fornecido também que é 44 MM interno a velocidade a gente determinou aqui e a viscosidade cinemática vai ser a viscosidade cinemática da água a 25 GC então a gente já tem isso tabelado então com a velocidade com diâmetro e a viscosidade cinemática

a gente determina o número de rolds Tá certo que número de reinold se for menor que 2300 ele está no escamento laminar se for entre 2300 e 400 está no escamento de transição e superior a 4000 a gente vai encontrar e o filete agora todo Turvo né no escovamento turbulento tá então é dessa forma que a gente vai fazer o nosso sai Tá bom então vamos voltar lá pra nossa bancada e simplesmente para fazer isso a gente vai só né pegar as informações já de de área da base do diâmetro da viscosidade e vai ficar

medindo a altura e cronometrando metindo altura e cronometrando porque essas outras informações são fixas então para isso a gente vai utilizar tô utilizando uma tabelinha no Excel tá em que já tenho aqui ó o diâmetro do do da tubulação em milímetros e convertido para e metros correspondente aqui a sua área eh em met quadrado a viscosidade da água a 20º C já peguei determinei verifiquei na na na internet Qual a viscosidade cinemática da água a temperatura tá aqui a viscosidade da áu da água a temperatura de 20 GC aqui a a área da base as

dimensões da base 40 por 32 tenho eu tenho a área da base que que a gente vai fazer a gente vai abrir o registro em uma certa porcentagem ele pode abrir de 8 16 25 eh 32% a gente vai abrindo aquele registro aos poucos e vamos medir né a a variação da altura quando tiver com esse essa essa percentagem aberta o registro e o tempo decorrido então com essa variação da altura aqui e o tempo decorrido a gente vai determinar o volume de água tá certo em metos cicos e em litros Tá certo então aqui

a gente vai obter nesse caso agora eh a vazão met C por segundo e com a vazão e a área né que a gente essa área daqui do tubo a gente determina a velocidade então com os dados de número de redes é o quê velocidade diâmetro e viscosidade a gente verifica que o escente é laminar de transição o turbulento tá então a gente vai visualizar né se o é filete contínuo filete ondulado no caso de transição ou filete Turvo né que é turbulento e vamos constatar também além de visualização pelos valores da da nossa fórmula

Então essa tabelinha do Excel já foi toda pronta colocando já as equações pra gente somente coletar né a porcentagem Inicial altura final Eu Já Fiz alguns experimentos eu vi mais ou menos que a gente enchendo o reservatório até uma altura inicial de 250 e mm tá certo a gente consegue com essa porcentagem obter o laminar né então vamos só constatar isso eu vou vou refazer esse experimento Tá certo vou encher ele a 250 MM cronometrar e esperar chegar em 40 e medir o tempo verificar se realmente vai acontecer e esse número laminar tá então vamos

voltar lá pro experimento lá pra bancada a gente vai ligar a bomba nós vamos ligar as duas bombas Aqui tá o painel elétrico a gente vai acionar a bomba um acionar a bomba do tá certo aqui é o controle de de vazão a gente pode ajustar aqui a regular e da vazão pela rotação da bomba tá deixa eu deixar aqui esse controle Zinho o cronômetro tá aqui ó tá vendo a gente eu ativo e desativo o cronômetro eu posso iniciar o cronômetro por aqui paro e zero o cronômetro Tá bom então vamos lá avando na

bancada essas registros já estão abertos na na na posição correta O que eu preciso fazer eh Observe o o fluxo né a a ag sai do reservatório é sugada pel pelas bombas recalcada aqui na tubulação vai passar por toda essa tubulação e vai passar por aqui para entrar no reservatório essa água do reservatório retorna ao tanque por essa por esse registro Tá certo então inicialmente eu vou ligar a bomba e esse puteira supostamente tá e fornecendo já fluido então eu vou fechar aqui o reservatório para poder começar a encher né então eu clicando aqui no

no reservatório eu tenho ó a um zoom né do nível Tá certo de água Cadê ele deixa eu chegar aqui Aqui tá subindo a água tá vendo Então facilita tá aqui é o zoom dessa escala essa escala é em milímetros eu vou encher ela até acima de 250 Então vou colocar aqui para visualizar Justamente a escala lá perto de 250 260 tá aqui e quando chegar nesse ponto eu vou desligar a bomba e fechar esse registro Tá certo vocês observem também deixa eu ver aqui reservatório de acrílico aqui tá enchendo Tá certo a gente a

escala aqui a gente vai visualizar a escala mais facilmente por aqui posso aumentar a vazão né aumentando aqui o o controle a rotação opa opa opa opa já foi demais Cadê bancada vou desligar a bomba desliguei a bomba e fiquei Aí tá certo eu vou agora só fechar esse registro para não sair tanta água fecha registro pronto Beleza então já tenho água suficiente aqui no nosso reservatório tá agora a gente vai a bomba já está desligada não a bomba não vai mais funcionar a bomba só é para fornecer ua água reservatório então a vazão de

escoamento né Essa essa tubulação aqui é pro esgoto então a água que tá aqui vai sair pro esgoto vai para fora não é nada pro sistema porque essa água tá vai ser misturada com contraste né então a gente não vai aproveitar essa água para não contaminar posteriormente essa esse reservatório então vamos aqui com relação ao registro do eh de contraste a gente vai abrir o registro de contraste nada vai tá saindo vamos lá no no tubo de Reynolds tá poluído demais Fechar isso fechar aqui você vê que tá pingando aqui né se eu fechar o

registro aqui ó para de pingar tá certo mas tá pingando mas não tá escorrendo escoando nada de água porque o reservatório ali o registro tá fechado Tá certo então a bancada eu vou ter que abrir esse registro para poder começar a eh escoar a água então eu vou abrir aqui o registro inicialmente a 88% abertura de 4% Observe que aqui já viu filete fechar novamente aqui pra gente ver vou botar o tubo de rolds em em destaque só tirar essa daqui e esse também então eu vou abrir o registro aqui ó Observe que tá o

contraste tá caindo mas não tá escoando porque essa válvula tá fechada então vou abrir a válvula em 4% Ó você já vê que fica o filete né o regime a já percebe que o regime é laminar tá então o que que eu vou esperar é chegar 250 vou abrir mais um pouquinho para poder acelerar vendo que a variação do volume esse aqui é o zoom lá do do da escala em milímetros do reservatório Tá certo então no nosso Excel que eu já tinha dito a vocês Vamos abrir com 88% tá justamente aberto com 88% Então

a gente vai iniciar o cronômetro quando a distância chegar a 250 e vamos findar quando chegar a 240 tá então aqui tá o nosso cronômetro é notoriamente um um regime e laminar tá certo porque tá o filete Zinho comast passando aqui no no tubo então mais um pouquinho Podemos até começar aqui 255 vamos lá 255 e parar é 245 255 começou então lá eu vou colocar 250 que a gente iniciou em 55 tá E vamos parar aqui o a contagem de tempo nessa altura quando atingir porque a gente vai levar Por que 255 245 levar

mais ou menos um minuto para poder fazer essa medição tá então vou padronizar mais ou menos isso próximo de 1 minuto e e pegar valores Eh mais ou menos inteiros para facilitar a nossa vida em relação à medição Então eu vi que em 88% eh 10 mm aqui é suficiente próximo de 1 minuto 40 E3 segundos chegar aí 245 eu vou parar o cronômetro tá próximo a mão já preparada aqui pausar então 1 minuto e 13 fechar opa abrir mais deixa eu fechar o registro Beleza então a gente em 245 levou-se 1 minuto e 13

ou seja 1 Minuto 3 1 Minuto 3 63 segundos então com essa informação ó já calculando né número de raids foi laminar como a gente havia observado e visualizado Tá certo então nosso experimento pelos cálculos pelas informações dadas pelo eh pelo experimento a gente conseguiu calcular o número de Reynolds e constatou realmente que era laminar aqui Botei uma condição tá se for menor do que 3.000 é laminar se for menor do que 4000 é lento e se não for nenhum das duas opções Ou seja a de transição ele vai escrever transição então aqui automaticamente pelo

valor ele determina se é laminar já escreve para mim se é laminar transição ou turbulenta tá então vamos encher novamente o reservatório vamos paraa visualização da bancada vamos existir novamente reservatório para mais ou menos a mesma mesma quantidade eu tenho que fechar aqui o o registro do e do contraste e vou abrir aqui o registro o registro a válvula aqui de esfera e ligar a bomba mais uma vez para deixar mais ou menos o mesmo nível né chegar aqui 260 parou e vamos fechar o registro beleza vamos tentar inicialmente começar do mesmo jeito né a

gente começou esse foi 255 agora vou fazer uma de 16% Tá certo eu vou encher um pouquinho mais acho que eu vou encher um pouquinho mais para poder vamos lá a bomba parar aqui e fechar o registro Pronto agora aqui vou abrir o contraste certo o tubo de R em destaque essa visualização tá vem tá pingando aqui 0 cronômetro novamente e vou abrir a válvula aqui para a porcentagem de 16% 4% filete ainda laminar né 88% laminar Tá certo e vamos aqui para 16% ó já ficou um filete transição né então quando chegar a 255

eu vou iniciar a minha Contagem Opa lá vai isso vamos aqui a gente foi até 220 para poder dar próximo de 1 minuto então a gente iniciou em 255 tá vamos botar aqui qual é a a volume né que vai dar próximo de 1 minuto ali para poder a gente ver o tempo de escamento mesmo tempo de escamento acho que 225 é suficiente vamos ver 225 a gente acho que dá para parar certo 49 vou fechar Fechou então foi 225 a gente parou o cronômetro com 49 segundos certo 225 49 segundos Olha aí né pelo

número de RS Opa ficou o laminar ainda né Eh eu posso ter errado aqui o início do do cronômetro mas ficou bem próximo do transição aí isso essa parte experimental tá vendo É é justamente esse laboratório Zinho aqui a gente vai ver esses erros né o o erro de paralax que é o erro de visão de você iniciar cronometrar a visão com com o início do da da cronometragem né do você vai startar ali o cronômetro de eh esse essa medição novamente tá vamos aqui visualização de bancada que eu possa ter começado Não no momento

correto Então vou aqui aligar a bomba Opa tenho que fechar o eu acho que é o aqui que tá aberto é exatamente o registro não consigo ligar com o registro Então vou ligar aqui a a bomba 270 eu desligo aqui e fecho pronto vou ligar o o contraste abrir o contraste e vamos abrindo no registro aqui é o tubo de rede vocês já visualizaram né Vamos abrir por aqui deixa eu ver 4% 88% e a gente vai abrir 16% aqui o a nossa válvula né 16 10% Beleza então eu tô vendo aqui que eu eu

dou um clique no início né mas ele não começa logo o cronômetro né então acho que deve ter sido mais ou menos uma coisa dessa vamos começar novamente 255 e e vamos falar parar em 225 aqui aí 255 então vamos parar lá o cronômetro em 225 então quando chegar em 225 eu vou parar o cronômetro e fechar né estamos começando 255 na abertura de 16% tá tá É só ficar esperando aqui o o o cronômetro o nível né chegar na na altura de 225 eu paro e a gente escreve lá os dados para fazer a

visualização então experimento é isso assim essa simulação É bem interessante porque também mostra a os erros que a gente pode cometer né na na na parte prática né bem interessante Então aqui botão apostos Opa parou Fechar fechar fechado então de 255 225 o que única coisa que alterou foi o tempo 47 segundos ó justamente ó tá vendo Dependendo da forma de a gente medir você vê que eu apertei o botão ele demora o o cronômetro a iniciar né então eu compensei um pouquinho apertei um pouquinho antes para que o cronômetro eh começasse quando passasse 255

então aí a gente já constatou realmente que pelo que e mostrado ali foi o regime de transição Então vamos novamente encher o reservatório agora vamos colocar uma abertura de 25% e é para obter nos resultados né a gente vai visualizar também o o filete o comportamento do filete que vai ser bem mais e e eh e Turvo né aqui a variação foi de 255 a 220 a gente pode até deixar essa mesma variação só que o tempo decorrido vai ser bem mais reduzido tá vendo Então esse mesmo período aqui nesse mesmo volume né a gente

levou 47 segundos e aqui pode ser ser necessário apenas 18 segundos aí vamos ver se vai ser Realmente esse detalhe Então vou precisar eh fechar o contraste abrir essa válvula e ligar a bomba Vamos encher até acima de como 25% é bastante é uma vazão muito grande quando eu for abrir a o registro ele vai caindo rapidamente Então tem que encher bastante aqui ok Opa tô apertando o botão errado aqui que é o botão de Desligar então eu vou agora deixa eu ver em que nível foi Ok vou fechar a válvula pronto abr o reservatório

de contraste fechar ele e vou dar um zoom aqui no de re porque a gente vai visualizar agora n tá aqui pingando não abri nada zer o cronômetro tirar você daqui não abriu o registro ainda então a gente vai começar a medir o o volume né quando chegar em 250 Tá certo tem muito mais água que o normal então é o tempo de eu ficar abrindo a válvula e estabilizar o escoamento Então vou aqui 4% ela abre devagarzinho já tá filete laminar né 8% continua laminar 16% a gente viu que esse aí P número de

ros quando chegava perto 255 era já de transição Tá certo então tá visualizando isso e o 25% Olha como fica Turvo né quando chegar em 255 você vai ter o problema do cronômetro que a gente tem que apertar um pouquinho antes para ele dar início são coisas da prática também que a gente tem que calibrar o o cronômetro com a visão aqui Opa vamos até comecei 255 vamos até 220 quando passar você vê que tá bem Turvo aqui ó regime turbulento tá bem notório que a gente mal consegue ver visualizar o filete chegar 220 eu

vou parar o cronômetro parei e fechar a válvula opa opa fechei para acabei abrindo então a gente parou lá em eh foi 23 segundos de 255 a 220 né Eh 23 segundos o regime ó de 5600 que é maior do que 4000 justamente comprovando pela visualização Nossa né que o regime era turbulento certo V aqui visualização a bancada fechar tudo Então esse foi o nosso experimento do número de reyns né utilizando o laboratório virtual tá então aqui a gente somente desligaria o equipamento fou né precisaria talvez escoar essa água de volta pro tanque ó eu

abro aqui essa água retorna pro reservatório tá e finalizava finalizamos o nosso experimento número de ras certo e os resultados né só a gente fez só três eh amostras eu já eh tinha verificado mais ou menos a altura e a porcentagem que estaria laminar transição turbulente para poder facilitar agilizar nosso experimento Ok então tem mais vocês até a próxima