Calcular o número de Reynolds e identificar se o escoamento é laminar ou turbulento sabendo-se que em uma tubulação com diâmetro de 4 cm escoa água com uma velocidade de
.
Passo 1
Beleza, o enunciado pede pra gente calcular o número de Reynolds e dizer se o fluxo é laminar ou turbulento numa tubulação de diâmetro 4 cm, onde a água escoa a 0,2 m/s. Esse assunto faz parte de Mecânica dos Fluidos, mais precisamente da análise de escoamentos. Para resolver, vamos precisar:
- Da definição do número de Reynolds, que é
. - Do valor da viscosidade cinemática da água (aprox.
à temperatura ambiente). - Dos limites pra classificar o escoamento (laminar se
, turbulento se , e região de transição entre esses valores).
Passo 2
Relembrando a teoria: o número de Reynolds é uma grandeza adimensional que relaciona as forças de inércia do fluido com as forças viscosas. A fórmula é
onde
-
é a velocidade média do fluido (m/s), -
é o diâmetro da tubulação (m), -
é a viscosidade cinemática (m²/s).
Passo 3
Agora, vamos trocar os valores na fórmula:
Então
Passo 4
Pra classificar:
- Se
, é laminar. - Se
, é turbulento.
Nossoé bem maior que 4000, então o escoamento é turbulento.
Resposta
O número de Reynolds vale
e o escoamento é turbulento.