Um número adimensional relaciona diferentes parâmetros que influenciam determinado fenômeno. O número de Reynolds é um desses números adimensionais. Ele relaciona as forças viscosas com as forças inerciais, resultando em um valor numérico sem unidade (adimensional) que é utilizado para classificação de escoamentos. Considerando a massa específica da água (ρ) de 1000 kg/m3 e viscosidade dinâmica (μ) 10-3 N.s/m2, qual será o valor do número de Reynolds e o regime que se enquadra um escoamento de água com velocidade de 1,5 m/s em uma tubulação de 10 cm de diâmetro.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão fala sobre o número de Reynolds, que é um número adimensional usado para classificar o tipo de escoamento (laminar ou turbulento) em fluidos. Para resolver, vamos precisar dos seguintes dados:
- Massa específica da água (ρ): 1000 kg/m³
- Viscosidade dinâmica (μ):
N·s/m² - Velocidade da água (V): 1,5 m/s
- Diâmetro da tubulação (D): 10 cm (que é 0,1 m)
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar a fórmula do número de Reynolds (Re):
Essa fórmula relaciona as forças inerciais (
) com as forças viscosas (
).
Passo 3
Agora, vamos substituir os valores que temos na fórmula:
Passo 4
Calculando o numerador:
Então, a expressão fica:
Passo 5
Com o número de Reynolds calculado, podemos classificar o regime de escoamento. Geralmente, usamos as seguintes faixas:
- Re < 2000: Escoamento laminar
- 2000 ≤ Re ≤ 4000: Escoamento de transição
- Re > 4000: Escoamento turbulento
Resposta
O número de Reynolds é 150.000, indicando que o escoamento é turbulento.