2- Explique o que o Número de Reynolds significa fisicamente no processo de escoamento, quais os intervalos numéricos com seu respectivo nível de escoamento.
Passo 1
O enunciado pede para explicar o significado físico do número de Reynolds no escoamento de fluidos e indicar os intervalos numéricos típicos associados aos diferentes regimes de escoamento. O conteúdo envolve mecânica dos fluidos—mais especificamente a comparação entre forças inerciais e viscosas.
Passo 2
Definimos o número de Reynolds como a razão entre forças inerciais e forças viscosas no escoamento. Matematicamente,
onde
– é a densidade do fluido,
– é a velocidade característica do escoamento,
– é um comprimento característico (por exemplo, diâmetro de um tubo),
– é a viscosidade dinâmica.
Físicamente, quanto maior , maior a influência das forças inerciais (tendência do fluido a continuar em movimento), levando a escoamentos mais desordenados. Quanto menor
, dominam as forças viscosas (atrito interno), promovendo escoamentos suaves e ordenados.
–
–
–
–
Físicamente, quanto maior
Passo 3
Os intervalos de
e seus regimes típicos em escoamento interno (como em tubos) são:
• Para : escoamento laminar, linhas de corrente paralelas e sem mistura transversal significativa.
• Para : região de transição, instabilidades surgem, o escoamento oscila entre laminar e turbulento.
• Para : escoamento turbulento, forte mistura e flutuações caóticas da velocidade.
• Para
• Para
• Para
Resposta
O número de Reynolds mede a razão entre forças inerciais e viscosas no fluido, indicando se o escoamento será laminar (forças viscosas dominantes,
), transicional
ou turbulento (forças inerciais dominantes,
).