Água a
escoa em um tubo de 50 mm de diâmetro interno. Determinar o valor máximo da velocidade média para a qual o escoamento será laminar.
Resposta:
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Resposta:
Passo 1
Então, o enunciado diz que água a 15 °C tá fluindo num cano de 50 mm de diâmetro interno e a gente tem que achar a velocidade média máxima pra o escoamento permanecer laminar. Isso é um problema de Mecânica dos Fluidos, e a gente vai usar o conceito de número de Reynolds crítico. Pra resolver, precisamos:
- Da fórmula do número de Reynolds:
- Do valor crítico de Reynolds (Re_crítico) que separa laminar de turbulento (aqui vamos usar 2000)
- Das propriedades da água a 15 °C: densidadee viscosidade dinâmica .
Passo 2
O número de Reynolds é uma medida de razão entre forças de inércia e forças viscosas no escoamento. Quando
, o fluxo é laminar (camadas deslizam umas sobre as outras de modo organizado). Quando
, vira turbulento. No nosso caso, a gente quer a velocidade máxima antes de passar de 2000.
Passo 3
A partir da fórmula
e impondo que o maior valor de Re seja
Passo 4
Agora é só colocar os números:
Então:
Resposta
A velocidade média máxima para manter o escoamento laminar é