Aula prática Hidráulica e Hidrometria

Aula prática Hidráulica e Hidrometria

Disciplina: Hidráulica e Hidrometria
ROTEIRO DE AULA PRÁTICA 1
Unidade: 1 – Fundamentos de Mecânica dos Fluidos
Aula: Experimento de Reynolds.

Software
Acesso on-line
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Infraestrutura
Computrador: Acesso ao simulador de laboratório ALGETEC . Requisito mínimo: memória RAM
de 4GB. Se utilizar Windows 7, dê preferência ao navegador Mozilla Firefox. Caso utilize o
Windows 10/11, dê preferência ao navegador Google Chrome. Feche outros programas que
podem sobrecarregar o seu computador. Seu primeiro acesso será um pouco mais lento, pois
alguns plugins são buscados no seu navegador. A partir do segundo acesso, a velocidade de
abertura do experimento será mais rápida..
Descrição do software
ALGETEC – Laboratórios Virtuais simula o ambiente real e proporciona ao estudante a execução
de experimentos sem sair de casa. Replica a aula prática com alto grau de fidelidade ao
laboratório físico tradicional.
Atividade Prática
Introdução
O número de Reynolds é assim chamado graças ao engenheiro Osborne Reynolds que, por volta
de 1880, realizou vários testes para entender a relação entre as características do fluido,
tubulação e o regime de escoamento. Ele descobriu que o regime do escoamento depende
principalmente da razão das forças inerciais e as forças viscosas do fluido. Para verificar o
comportamento do fluido, Reynolds utilizou uma montagem que constituía de uma tubulação que
passava água, com uma válvula para controlar a vazão e um reservatório com corante que foi
injetado na água durante os experimentos. O número de Reynolds é calculado através da
seguinte fórmula:.
=

Onde U é a velocidade média de escoamento; D é o diâmetro da tubulação e v é a viscosidade
cinemática da água.
Logo, Reynolds definiu os intervalos referente à classificação dos regimes laminar e turbulento,
Público
assim como a transição para tubulações, condutos ou canalizações.
Regime Laminar: Re < 2000
Transição: 2000 ≤ Re < 4000
Regime Turbulento: Re ≥ 4000

Atividade proposta
Experimento de Reynolds – Identificar regimes de escoamento.

Objetivos
Compreender os fundamentos de mecânica dos fluidos. Realizar o experimento de Reynolds.
Identificar os regimes de escoamento – laminar e turbulento.

Procedimentos para a realização da atividade
1. Verificação do posicionamento das válvulas (registros)
Caro estudante, efetue as alterações de posicionamento das válvulas conforme a Tabela 1.
TABELA 1 – Condições das válvulas (registros)
Válvula 1 a Aberta
Válvula 1 b Aberta
Válvula 2 a Fechada
Válvula 2 b Aberta
Válvula 2 c Parcialmente Aberta
Válvula 3 Aberta
Válvula 4 Aberta
Válvula 5 Aberta
Válvula 6 Aberta
Válvula 7 Aberta
Válvula 8 Aberta
Válvula 9 Aberta
Válvula 10 Aberta
Válvula 11 Aberta
Válvula I Aberta
Válvula II Aberta
Válvula 13 Aberta
Válvula 14 Fechada
Válvula 15 Fechada
Altere o posicionamento das válvulas se necessário clicando com o botão esquerdo do
mouse sobre elas. Observe o exemplo abaixo da válvula 10 (Figura 1).
Público
Figura 1 – Posição Válvula 10 (aberta)
Fonte: Manual Algetec
Na posição acima a válvula encontra-se aberta. Já na Figura 2 abaixo, ela encontra-se
fechada.
Figura 2 – Posição Válvula 10 (fechada)
Fonte: Manual Algetec
2. Habilitando as bombas
Dirija-se para a câmera “Válvulas de controle” clicando com o botão esquerdo do mouse sobre
essa opção no menu de visualização (Ver Figura 3).
Público
Figura 3 – Válvula de Controle
Fonte: Manual Algetec
Girar a Válvula 2 c no sentido horário clicando com o botão direito do mouse sobre a Válvula até
chegar na posição de 40% de abertura (Figura 4).
Figura 4 – Posição da Válvula 2c
Fonte: Manual Algetec
Dirija-se ao painel elétrico clicando na opção “Painel elétrico” no menu de visualização com o
botão esquerdo do mouse (Figura 5).
Público
Figura 5 – Painel elétrico
Fonte: Manual Algetec
Habilite as bombas 1 e 2 no painel elétrico clicando com o botão esquerdo do mouse sobre o
botão “Habilitar bomba 1” e sobre o botão “Habilitar bomba 2” (Figura 6).
Figura 6 – Habilitação as bombas 1 e 2
Fonte: Manual Algetec
Público
Ligue o painel elétrico clicando no botão “LIGA” com o lado esquerdo do mouse (Figura 7).
Figura 7 – Ligação do painel elétrico
Fonte: Manual Algetec
Dirija-se ao Rotâmetro clicando na opção “Válvulas de controle” no menu de visualização com o
botão esquerdo do mouse (Figura 8).
Figura 8 – Menu visualização Válvulas de controle
Fonte: Manual Algetec
Público
Abra totalmente a válvula 2c clicando com o botão direito do mouse para gira-la no sentido antihorário, ao perceber o fluxo de água no Rotâmetro (Figura 9).
Figura 9 – Abertura da Válvula 2c
Fonte: Manual Algetec
3. Enchendo o reservatório de água
Dirija-se ao painel elétrico como já orientado anteriormente e habilite a janela de pop-up do
potenciômetro clicando com o botão direito do mouse sobre ele (Figura 10).
Figura 10 – Habilitação janela pop-up
Público
Fonte: Manual Algetec
Dirija-se ao reservatório de acrílico clicando sobre a opção “Reservatório de acrílico” no menu de
visualização com o botão direito do mouse (Figura 11).
Figura 11 – Reservatório acrílico
Fonte: Manual Algetec
Feche a válvula 13 seguindo os mesmos comandos do passo 1 deste roteiro, assim que perceber
o nível de água subindo (Figura 12).
Figura 12 – Fechamento da Válvula 13
Público
Fonte: Manual Algetec
Feche a válvula 12 assim que perceber que o reservatório está completamente cheio (Figura 13).
Figura 13 – Fechamento da Válvula 12
Fonte: Manual Algetec
4. Medindo a Vazão
Habilite a janela pop-up do reservatório de acrílico clicando com o botão direito sobre ele e
observe a altura do fluido no reservatório. Meça o volume de água, considerando as seguintes
dimensões do reservatório: 40 cm de comprimento, 32 cm de largura e 47,40 cm de altura.
Público
Figura 14 – Habilitação janela pop-up do reservatório
Fonte: Manual Algetec
Habilite o cronômetro clicando com o botão esquerdo do mouse sobre a aba do menu cronômetro
(Figira 15).
Figura 15 – Habilitação janela pop-up do cronômetro
Fonte: Manual Algetec
Dirija-se ao tubo de Reynolds clicando em “Tubo de Reynolds” no menu de visualização com o
botão esquerdo do mouse (Figura 16).
Público
Figura 16 – Tubo de Reynolds
Fonte: Manual Algetec
Abra a válvula 14 na porcentagem escolhida clicando sobre a válvula com o botão direito do
mouse, ao abrir aperte o play do cronômetro (Figura 17).
Figura 17 – Tubo de Reynolds
Fonte: Manual Algetec
Ao passar 1 minuto no cronômetro, feche a válvula 14 clicando com o botão esquerdo do mouse
sobre ela e anote o novo volume do vazo de acrílico (Figura 18).
Público
Figura 18 – Fechamento da Válvula 14
Fonte: Manual Algetec
5. Observando o regime de escoamento
Dirija-se ao painel elétrico como orientado anteriormente e habilite o pop-up da válvula 15
clicando com o botão direito sobre a válvula (Figura 19).
Figura 19 – Habilitação do pop-up Válvula 15
Fonte: Manual Algetec
Volte para o tubo de Reynolds como orientado anteriormente e abra a válvula 15 arrastando a
Público
barra no pop-up (Figura 20).
Figura 20 – Abertura da Válvula 15
Fonte: Manual Algetec
Abra a válvula 14 como já orientado anteriormente na mesma porcentagem utilizada para medir
a vazão e observe o comportamento do escoamento do fluido (Figura 21).
Figura 21 – Abertura da Válvula 15
Fonte: Manual Algetec

Público
Checklist
1. Verificação do posicionamento das válvulas (registros)
Realizar todas atlerações com a bancada desligada. Considere o diâmetro interno no tubo de
Reynolds igual a 44 mm. Efetue as alterações conforme a Tabela 1.
2. Habilitando as bombas
Posicione a Válvula 2 c com 40% da sua capacidade. Em seguida habilite as bombas no painel
elétrico e aperte o botão de ligar. Após observar o fluxo de água no rotâmetro, abra a Válvula 2 c
completamente.
3. Enchendo o reservatório de água
Ajuste o potenciômetro para o controle de vazão para que a água entre no reservatório. Em
seguida, feche a Válvula 13. Assim que notar que o npivel de água no reservatporio está subindo,
feche a Válvula 12 após o reservatório encher completamente.
4. Medindo a Vazão
Meça o volume de água presente no reservatório. Considere as seguintes dimensões: 40 cm de
comprimeto, 32 cm de largura e 47,4 cm de altura. Em seguida, abra a Válvula 14 numa
porcentagem escolhida por vocÊ. Abra também o cronômetro e aperte o start. Aguarde
aproximadamente 1 minuto, feche a Válvula 14 e meça novamente o volume contido no
reservatório.
5. Observando o regime de escoamento
Abra a Válvula 15 para que o fluido com corante comece a escoar. Quando visualizar o fluxo por
meio da pipeta, abra a Válvula 14, controlando a vazão com a mesma porcentagem do passo
anterior. É necessário aguardar o fluxo se estabilizar para começar a medição.
Aula prática Hidráulica e Hidrometria
Estudante, você deverá entregar:
Caro estudante! Você deverá entregar um relatório de aula prática contendo o passo a passo do
experimento (inserir prints das imagens de cada etapa realizada), além de responder os seguintes
questionamentos sobre o ensaio realizado:
1. A partir dos dados obtidos no laboratório, determine a vazão do sistema. Justifique.
(Apresentar memória de cálculo e prints de imagens).
2. Qual o regime de escoamento observado no experimento? Justifique. (Apresentar
memória de cálculo e prints do escoamento no tubo de Reynolds).
Repita o procedimento de modo a obter regime de escoamento diferente ao do obtido na primeira
tentativa

CONTINUA …

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