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Relatório Experimento Escoamento
Relatório Experimento Escoamento
Relatório Experimento Escoamento
Equipe:
Turma:
Data:
________________________________________________________________________
_____________
1 – OBJETIVO:
2 – INTRODUÇÃO:
𝐷𝑉𝜌
𝑅𝑒 = 𝜇
Ou
𝐷𝑉
𝑅𝑒 = 𝑣
Outro parâmetro adimensional importante para esse estudo, é o fator de atrito, que
consiste em um parâmetro utilizado para calcular a perda de carga na tubulação gerada
pelo atrito. Esse fator depende do número de Reynolds, sendo expresso por:
64
f=
Re
f = 0,3164 ∗ Re−0,25
3 – MATERIAIS E MÉTODOS:
3.1 – Materiais Utilizados no Experimento:
𝑄 = Ʉ/𝑡
𝑄 = 𝑉𝑚 ∗ 𝐴
Onde “A” equivale a área do tubo onde o escoamento ocorre. Esse A é calculado
da seguinte forma:
𝐴 = 𝜋 ∗ 𝐷²⁄4
A incerteza de Vm se dá por
2
1
Ϭ𝑉𝑚2 = ((𝐴) ∗ Ϭ𝑄) + (𝑄 ∗ (−𝐴−2 ) ∗ Ϭ𝐴)2
Com “Vm” calculado, “D” medido e “ρ” e “μ” obtidos de tabelas fomos capazes de
calcular o número de Reynolds que é dado pela seguinte equação:
(𝜌∗𝑉𝑚∗𝐷)
𝑅𝑒 = 𝜇
𝑓 = 0,3164 ∗ 𝑅𝑒 −0,25
01 0,1422 - - -
Podemos então criar o gráfico que mostra o fator de atrito em função do número de
Reynolds:
5 – DISCUSSÃO DOS RESULTADOS
Com relação aos valores de Re, notou-se que houve uma variação maior na zona
de transição do escoamento, mas como verificado na literatura, tal zona não possui uma
regra concordada, levando a um resultado já esperado para o experimento.
Analisando os gráficos gerados, tem-se que o gráfico da Vazão (Q) x Reynolds (Re)
demonstra uma relação direta entre os valores, uma vez que, quanto maior a Vazão (Q),
maior Vm e, portanto, maior Número de Reynolds.
No gráfico de Fator de atrito x Re, houve uma pequena variação (deformação) no
mesmo, o que já era esperado, devido a mudança da equação de fator de atrito, para
cada tipo de escoamento.
• Laminar Re ≤ 2300
• Transição 2300< Re < 4000
• Turbulento Re ≥ 4000
6 – CONCLUSÃO
Os motivos esperados para um resulta tão alterado podem ser: erros nas medidas,
pois como foi dito o experimento foi conduzido por alunos sem grande experiencia, erro
dos equipamentos, o tubo por onde vimos a vazão pode não ser liso, como o
caracterizamos, os equipamentos como cronometro e termômetro podem estar
desregulados, entre outros fatores, que necessitam de uma analise mais precisa de todo
o experimento e instrumentos utilizados para serem descobertos e corrigidos.
Referências Bibliográficas
Memorial de cálculo:
• Vazão:
𝑄 = Ʉ/𝑡
Experimento Cálculo Resultados
• Erro da vazão:
2
1
ϬQ = √((( ) ∗ ϬɄ) + ((Ʉ ∗ (−𝑡 −2 ) ∗ Ϭ𝑡)2 ))
𝑡
1 ϬQ = 0,06
2
1
ϬQ = √((( ) ∗ 1) + ((198 ∗ (−17,71−2 ) ∗ 0,01)2 )) cm³/s
17,71
2 ϬQ = 0,23
2
1
ϬQ = √((( ) ∗ 10) + ((770 ∗ (−42,65−2 ) ∗ 0,01)2 )) cm³/s
42,65
3 ϬQ = 0,29
2
1
ϬQ = √((( ) ∗ 10) + ((830 ∗ (−34,65−2 ) ∗ 0,01)2 )) cm³/s
34,65
4 ϬQ = 0,51
2
1
ϬQ = √((( ) ∗ 10) + ((870 ∗ (−19,46−2 ) ∗ 0,01)2 )) cm³/s
19,46
5 ϬQ =0,56
2
1
ϬQ = √((( ) ∗ 10) + ((850 ∗ (−17,75−2 ) ∗ 0,01)2 )) cm³/s
17,75
6 ϬQ = 0,75
2
1
ϬQ = √((( ) ∗ 10) + ((870 ∗ (−13,43−2 ) ∗ 0,01)2 )) cm³/s
13,43
7 ϬQ = 0,94
2
1
ϬQ = √((( ) ∗ 10) + ((860 ∗ (−10,71−2 ) ∗ 0,01)2 )) cm³/s
10,71
8 ϬQ = 1,26
2
1
ϬQ = √((( ) ∗ 10) + ((870 ∗ (−7,96−2 ) ∗ 0,01)2 )) cm³/s
7,96
9 ϬQ = 1,66
2
1
ϬQ = √((( ) ∗ 10) + ((900 ∗ (−6,09−2 ) ∗ 0,01)2 )) cm³/s
6,09
• Área do tubo:
𝐴 = 𝜋 ∗ 𝐷²⁄4
𝐴 = 𝜋 ∗ 3,15²⁄4
𝐴 = 7,79 cm²
• Erro da área
2
𝐷
Ϭ𝐴 = √((𝜋 ∗ ) ∗ Ϭ𝐷)
2
2
3,15
Ϭ𝐴 = √((𝜋 ∗ ) ∗ 0,1)
2
Ϭ𝐴 = 0,494𝑐𝑚²
• Velocidade média
𝑄
𝑉𝑚 =
𝐴
• Erro velocidade
2
1
Ϭ𝑉𝑚2 = (( ) ∗ Ϭ𝑄) + (𝑄 ∗ (−𝐴−2 ) ∗ Ϭ𝐴)2
𝐴
Exp. Calculo Resultados
2
1 1 Ϭ𝑉𝑚 = 0,09
Ϭ𝑉𝑚2 = (( ) ∗ 0,06) + (11,18 ∗ (−7,79−2 ) ∗ 0,494)2
7,79 ∗ 10−2 𝑚/𝑠
2 2 Ϭ𝑉𝑚 = 0,15
1
Ϭ𝑉𝑚2 = (( ) ∗ 0,23) + (18,05 ∗ (−7,79−2 ) ∗ 0,494)2
7,79 ∗ 10−2 𝑚/𝑠
2
3 1 Ϭ𝑉𝑚 = 0,20
2
Ϭ𝑉𝑚 = (( ) ∗ 0,29) + (23,95 ∗ (−7,79−2 ) ∗ 0,00494)2
7,79 ∗ 10−2 𝑚/𝑠
2
4 1 Ϭ𝑉𝑚 = 0,37
Ϭ𝑉𝑚2 = (( ) ∗ 0,51) + (44,71 ∗ (−7,79−2 ) ∗ 0,00494)2
7,79 ∗ 10−2 𝑚/𝑠
5 2 Ϭ𝑉𝑚 = 0,40
2
1
Ϭ𝑉𝑚 = (( ) ∗ 0,56) + (47,89 ∗ (−7,79−2 ) ∗ 0,00494)2
7,79 ∗ 10−2 𝑚/𝑠
2
6 1 Ϭ𝑉𝑚 = 0,54
Ϭ𝑉𝑚2 = (( ) ∗ 0,75) + (64,78 ∗ (−7,79−2 ) ∗ 0,00494)2
7,79 ∗ 10−2 𝑚/𝑠
2
7 1 Ϭ𝑉𝑚 = 0,67
2
Ϭ𝑉𝑚 = (( ) ∗ 0,94) + (80,30 ∗ (−7,79−2 ) ∗ 0,00494)2
7,79 ∗ 10−2 𝑚/𝑠
2
8 1 Ϭ𝑉𝑚 = 0,91
Ϭ𝑉𝑚2 = (( ) ∗ 1,26) + (109,30 ∗ (−7,79−2 ) ∗ 0,00494)2
7,79 ∗ 10−2 𝑚/𝑠
2
9 1 Ϭ𝑉𝑚 = 1,22
2
Ϭ𝑉𝑚 = (( ) ∗ 1,66) + (147,78 ∗ (−7,79−2 ) ∗ 0,00494)2
7,79 ∗ 10−2 𝑚/𝑠
• Número de Reynolds
(𝜌 ∗ 𝑉𝑚 ∗ 𝐷)
𝑅𝑒 =
𝜇
• Erro Reynolds
2 2
𝜌∗𝐷 𝜌 ∗ 𝑉𝑚
Ϭ𝑅𝑒 2 = (( ) ∗ Ϭ𝑉𝑚) + (( ) ∗ Ϭ𝐷)
𝜇 𝜇
Exp. Calculo Resultados
1 2 2 Ϭ𝑅𝑒 = 0,32
2
998,2 ∗ 0,0315 998,2 ∗ 1,44
Ϭ𝑅𝑒 = (( ) ∗ 0,09) + (( ) ∗ 0,001)
0,001002 0,001002
2
2 99707 ∗ 0,0315 99707 ∗ 2,32
2 Ϭ𝑅𝑒 = 0,55
Ϭ𝑅𝑒 2 = (( ) ∗ 0,15) + (( ) ∗ 0,001)
0,000955 0,000955
2
3 99707 ∗ 0,0315 99707 ∗ 3,07
2 Ϭ𝑅𝑒 = 0,65
Ϭ𝑅𝑒 2 = (( ) ∗ 0,20) + (( ) ∗ 0,001)
0,000955 0,000955
2 2
4 99707 ∗ 0,0315 99707 ∗ 5,74 Ϭ𝑅𝑒 = 1,22
2
Ϭ𝑅𝑒 = (( ) ∗ 0,37) + (( ) ∗ 0,001)
0,000955 0,000955
2 2
5 99707 ∗ 0,0315 99707 ∗ 6,15 Ϭ𝑅𝑒 = 1,31
2
Ϭ𝑅𝑒 = (( ) ∗ 0,40) + (( ) ∗ 0,001)
0,000955 0,000955
2
6 99707 ∗ 0,0315 99707 ∗ 8,31
2 Ϭ𝑅𝑒 = 1,77
2
Ϭ𝑅𝑒 = (( ) ∗ 0,54) + (( ) ∗ 0,001)
0,000955 0,000955
2
7 99707 ∗ 0,0315 99707 ∗ 10,30
2 Ϭ𝑅𝑒 = 2,19
2
Ϭ𝑅𝑒 = (( ) ∗ 0,67) + (( ) ∗ 0,001)
0,000955 0,000955
8 2 2 Ϭ𝑅𝑒 = 2,98
2
99707 ∗ 0,0315 99707 ∗ 14,02
Ϭ𝑅𝑒 = (( ) ∗ 0,91) + (( ) ∗ 0,001)
0,000955 0,000955
2
9 99707 ∗ 0,0315 99707 ∗ 18,96
2 Ϭ𝑅𝑒 = 4,02
2
Ϭ𝑅𝑒 = (( ) ∗ 1,22) + (( ) ∗ 0,001)
0,000955 0,000955
• Coeficiente de atrito
64
𝑓= ou 𝑓 = 0,3164 ∗ 𝑅𝑒 −0,25
𝑅𝑒
1 64 𝑓 = 0,142
𝑓=
450,19
2 64 𝑓 = 0,084
𝑓=
762,37
3 64 𝑓 = 0,063
𝑓=
1011,51
4 64 𝑓 = 0,034
𝑓=
1887,87
5 64 𝑓 = 0,032
𝑓=
2022,17
6 𝑓 = 0,3164 ∗ 2735,52−0,25 𝑓 = 0,043
• Diferença percentual
𝑅𝑒 − 𝑀𝑅𝑒
𝐷𝑖𝑓𝑒𝑟𝑒𝑛ç𝑎 𝑃𝑒𝑟𝑐𝑒𝑛𝑡𝑢𝑎𝑙 = 100 ∗ ( )
𝑅𝑒
1 - -
Figura 2 – Proveta
Figura 3 – Termômetro
Figura 4 – Cronometro