Escoamento lateral em cano de PVC: uma comparação entre modelos

Abstract

Um cano de PVC de 100 mm de diâmetro e 70 cm de comprimento constituiu um reservatório de água cuja dinâmica de vazão lateral, através de seis orifícios de diferentes diâmetros, foi filmada e analisada quadro-a-quadro. Uma comparação entre os escoamentos observados e aqueles previstos para quatro diferentes descrições teóricas foi feita. Além da descrição ideal, três modelos que visavam considerar os efeitos viscosos foram comparados com o escoamento real: (i) com viscosidade constante ao longo do tempo; (ii) com um termo constante e um termo adicional de viscosidade proporcional à velocidade de escoamento; (iii) com um termo constante e um termo adicional de viscosidade proporcional ao quadrado da velocidade de escoamento. O modelo que melhor se ajustou às curvas experimentais foi o (iii). Por tratar-se de uma experiência simples e barata, essa comparação entre modelos pode enriquecer discussões em ambiente de ensino por trazer à atenção temas como a validade e utilidade de um modelo ideal, ferramentas numéricas e analíticas de resolução de equações diferenciais, ajuste de curvas teóricas a dados experimentais, entre outros. Espera-se que esse trabalho possa servir de auxílio para o desenvolvimento qualitativo e quantitativo da temática de escoamento lateral de fluidos.