Em um escoamento de água ( 10^{\wedge}-6 \mathrm{~m}^{2} / \mathrm{s} ) em um tubo de 100 mm com vazão de 15 \mathrm{~L} / \mathrm{s}, determine o número de Reynolds e classifique o regime.
Passo 1
O enunciado pede que se determine o número de Reynolds e classifique o regime (laminar, de transição ou turbulento). Dados fornecidos:
Diâmetro do tubo: D = 100\\ \mathrm{mm}.
Vazão volumétrica: Q = 15\\ \mathrm{L/s}.
Viscosidade cinemática da água: \nu = 10^{-6}\\ \mathrm{m}^2/\mathrm{s}.
Passo 2
O que é o número de Reynolds e a fórmula que vamos usar.
O número de Reynolds é uma grandeza adimensional que compara as forças inerciais com as forças viscosas no escoamento. Para escoamento em tubo circular, usamos a fórmula
\mathrm{Re}=\frac{v\,D}{\nu},
onde:
v é a velocidade média do fluido no conduto (m/s);
D é o diâmetro interno do tubo (m);
\nu é a viscosidade cinemática do fluido (m^2/s).
Para achar v a partir da vazão Q usamos a relação
v=\frac{Q}{A},
onde A é a área da seção transversal do tubo.
Passo 3
Conversão para unidades do SI (tudo em metros, segundos, metros cúbicos):
Converter D: D = 100\\ \mathrm{mm} = 0,1\\ \mathrm{m}.
Arredondando para duas casas significativas que bastam para o exame:
v\approx1,91\\ \mathrm{m/s}.
Passo 6
Calcular o número de Reynolds usando \mathrm{Re}=\dfrac{vD}{\nu}. Substituindo v\approx1,90986\\ \mathrm{m/s}, D=0,1\\ \mathrm{m} e \nu=10^{-6}\\ \mathrm{m}^2/\mathrm{s}: