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
. Dados:
e
.
Passo 1
O que o problema pede e quais dados temos.
- Pedido: calcular o número de Reynolds e dizer se o escoamento é laminar ou turbulento.
- Dados fornecidos:
- diâmetro da tubulação:
; - velocidade da água:
; - densidade da água:
; - viscosidade dinâmica:
.
- diâmetro da tubulação:
Passo 2
Definição do número de Reynolds e explicação das variáveis.
- O número de Reynolds é uma quantidade adimensional que caracteriza o regime do escoamento e é definido por:
- Significado das variáveis:
-
é a densidade do fluido, em . -
é a velocidade média do fluido na tubulação, em . -
é o diâmetro interno da tubulação, em . -
é a viscosidade dinâmica (viscosidade absoluta), em (que é equivalente a ).
-
- Observação sobre unidades:
tem unidade , mesma unidade de , de modo que é adimensional (sem unidades).
Passo 3
Converter o diâmetro para metros (toda conta com unidades SI).
- O diâmetro dado é
. Converter para metros:
Passo 4
Calcular o produto
passo a passo e mostrar unidades.
- Calculemos primeiro
:
- Agora multiplica por
:
(essa unidade coincide com a unidade de
, como explicado antes).
Passo 5
Dividir pelo valor de
para obter
e fazer a conta numérica.
- A viscosidade é
. - Então
- Efetuando a divisão:
(Arredondando com três algarismos significativos:
.)
Passo 6
Classificação do escoamento (laminar, de transição ou turbulento).
- Critérios usualmente usados para escoamento em tubos lisos:
- Se
: escoamento laminar. - Se
: região de transição. - Se
: escoamento turbulento.
- Se
- Como
, o escoamento é do tipo turbulento.
Resposta
Escoamento: turbulento.