Desenvolvimento de bancada experimental didática para classificação visual de escoamentos

Abstract

A mecânica dos fluidos é o estudo do comportamento estático e dinâmico dos fluidos. Sua aplicação vai desde a pressão da água no encanamento doméstico até a aerodinâmica numa capsula espacial. A ausência de mecanismos dinâmicos no ensino da mecânica dos fluidos prejudica o aprendizado devido a falta de interação com os parâmetros que afetam o comportamento dos fluidos. A bancada proposta por Osborne Reynolds em 1883 permite visualizar os três regimes de escoamento existentes, sendo eles laminar, em transição e turbulento, além de ser possível variar o parâmetro de velocidade de escoamento de forma a entender como tal parâmetro interfere na classificação do escoamento. Por esta razão, é possível dizer que o aparato de Reynolds promove um recurso tanto prático quanto visual da influência de tais parâmetros no escoamento interno dos fluidos; entretanto, as bancadas comercializadas tem alto custo, fazendo com que sua aquisição se torne muito dispendiosa. Dessa forma, o objetivo desse trabalho foi projetar e manufaturar uma bancada para visualização dos regimes de escoamento de forma acessível. O projeto da bancada foi feito em software, seguido da construção de um protótipo e posterior execução da bancada final. Utilizandose de materiais tanto comercializados quanto reciclados foi possível construir um aparato menos dispendioso financeiramente. Em testes foi possível observar escoamentos laminar, em transição e turbulento, alcançando, portanto, o objetivo principal deste trabalho