Considere uma tubulação de 250 mm de diâmetro que transporta
de água a
. Qual o regime de escoamento nesta situação?
Passo 1
O que o problema pede: determinar o regime de escoamento na tubulação (laminar, de transição ou turbulento) calculando o número de Reynolds e comparando com os limites conhecidos.
Dados fornecidos:
- diâmetro da tubulação:
(dado no enunciado); - vazão:
(dado no enunciado); - água a
com viscosidade cinemática (dado no enunciado).
Passo 2
Converter unidades para o SI (importante para as fórmulas funcionarem direito).
- Converter o diâmetro para metros:
- Converter a vazão para
: e ,
Passo 3
Calcular a área da seção transversal da tubulação (círculo) para conseguir a velocidade média:
fórmula da área:
fórmula da área:
Substituindo
:
Passo 4
Calcular a velocidade média
usando
. Interpretação: a velocidade média é a vazão dividida pela área da seção.
Passo 5
Apresentar e explicar o número de Reynolds para escoamento em tubo:
definição:
definição:
onde
-
é o número de Reynolds (adimensional); -
é a velocidade média ( ); -
é o diâmetro do tubo ( ); -
é a viscosidade cinemática ( ).
Interpretação prática dos valores:
- escoamento laminar:
; - regime de transição:
; - escoamento turbulento:
.
Passo 6
Calcular
com os valores que temos. Usando
calculado no Passo 4,
e
:
(checa alternativa: usando a fórmula direta em função da vazão
dá o mesmo resultado numérico).
Comparação com os limites:
é muito maior que
, portanto o escoamento é turbulento.