título: Projeto de uma bancada didática para a visualização de escoamento sobre um degrau descendente

title: Design of a didactic bench for the visualization of flow over a descending step

autor/author(s): Silva, F.S., Santos, D.V.J., Medeiros, N.C.F.L. & Medeiros, L.I.

RESUMO: Este trabalho contém o projeto, simulação, manufatura e operação de uma bancada didática para a visualização de um fluido sobre um degrau descendente para o laboratório de mecânica dos fluidos da Universidade Estadual de Santa Cruz com o intuído de melhorar a didática e consolidar os conceitos de um problema clássico dos fluidos que é o fluxo sob uma expansão abrupta. Esse tipo de escoamento é altamente complexo seja na sua modelagem matemática, quanto na medição de alguns dos seus parâmetros. No projeto foi mostrado o motivo das escolhas de dimensões, materiais, tipos de bombas, instrumentos de medições e instrumentos para melhor visualização do fenômeno. Na simulação foi discorrido sobre o caminho do fluxo com suas diferentes zonas, como a zona de recirculação e o comprimento de recolamento da camada limite, assim como as velocidades do fluido ao longo da trajetória. Na manufatura explicou-se o motivo dos métodos de fabricação escolhidos. E na operação foi feito alguns experimentos e foram visualizadas algumas das zonas discorridas na simulação.

ABSTRACT: This work contains the design, simulation, manufacture and operation of a didactic bench for the visualization of a fluid over a descending step for the fluid mechanics laboratory of the Santa Cruz State University in order to improve the didactics and consolidate the concepts of a classic fluid problem which is the flow under an abrupt expansion. This type of flow is highly complex both in its mathematical modeling and in the measurement of some of its parameters. The project showed the reason for the choice of dimensions, materials, types of pumps, measuring instruments, and instruments for better visualization of the phenomenon. In the simulation, the flow path with its different zones was discussed, such as the recirculation zone and the length of the boundary layer recolonization, as well as the fluid velocities along the path. In manufacturing the reason for the chosen manufacturing methods was explained. And in operation, some experiments were performed and some of the zones discussed in the simulation were visualized.

PALAVRAS-CHAVE: Expansão abrupta, Dinâmica dos fluídos, Simulação Computacional,  Turbulência.

KEY WORDS: Abrupt Expansion, Fluid Dynamics, Computational Simulation, Turbulence.

CITAÇÃO / CITATION: Silva, F. S. et al. Projeto de uma bancada didática para a visualização de escoamento sobre um degrau descendente. The Academic Society Journal, 3(1) 88-101, 2019. DOI: doi.org/10.32640/tasj.2019.1.88.