Estudo de Quantidade de Movimento em Fluidos Incompressíveis

Leandro Correia Marques, Carlos Alberto Amaral Moino

Abstract


The current study was developed starting from the educational concept that practical activities promote the increase of learning and the student’s interest in relation to the subject taught. As of the pretext, the construction project of a didactic bench for study of the quantity of movement in fluids incompressible was initiated. In the first version of the bench, it was realized tests modifying the flow fluid and the diameter from the exit nozzle of the water jet between 5 and 6mm. That way, the didactic module presented a 16,59% deviation and it was necessary some modifications. One of the main modifications made in the experimental bench was the change of the analogue flow meter to an electronic flow meter to minimize the reading mistakes coming from an analogue equipment and also the insertion of a 60° conical re-ducer that has as main objective the increase of the jet speed and consequently provide the increase of the jet force. After all the modifications have been made, it was realized new tests. With the obtained data in the tests was possible plot the calibration curve and also the nozzle characteristic, comparing the Reynolds’ dimensionless with the coefficient of speed obtained. These results have shown that the modifications promoted a significant improvement in the tests results, passing through 16,59% to a medium deviation of about 3%. It was possible to conclude that the bench presents satisfactory results for the intended teaching didactic purpose.

Keywords: Quantity of movement; Fluids mechanics; Reynolds number; Didactic bench.

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O presente estudo foi desenvolvido partindo do conceito educacional que atividades práticas promovem o aumento da aprendizagem e o interesse do aluno em relação ao assunto lecionado. A partir do pretexto, o projeto da construção de uma bancada didática para estudo de quantidade de movimento em fluidos incompressíveis foi iniciado. Na primeira versão da bancada, foram realizados ensaios modificando a vazão do fluido e o diâmetro do bocal de saída do jato d’água entre 5 e 6mm. Dessa forma, o módulo didático apresentou um desvio de 16,59% e se fez necessário algumas alterações. As principais alterações realizadas na bancada experimental foram a troca do rotâmetro analógico por um medidor de fluxo eletrônico para minimizar os erros de leitura provenientes de um equipamento analógico e também a inserção de um redutor cônico de 60º, que tem como principal objetivo o aumento da velocidade do jato e, consequen-temente, proporcionar o aumento da força do jato. Após a realização de todas as modificações, foram realizados novos ensaios. Com os dados obtidos nos ensaios foi possível traçar a curva de calibração e também a característica do bocal, comparando o adimensional de Reynolds com o coeficiente de velocidades obtido. Estes resultados mostraram que as modificações promoveram uma melhoria significativa nos resultados dos ensaios, passando de 16,59% para um desvio médio de aproximadamente 3%. Foi possível concluir que a bancada apresenta resultados satisfatórios para o fim didático a que se destina.

Palavras chave: Quantidade de movimento; Mecânica dos fluidos; Número de Reynolds; Bancada didática.


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