Qual o regime de escoamento se considerar velocidade de
em um duto com diâmetro de 52 mm considerando escoamento dos seguintes fluidos em
:
Água
Água
Passo 1
O enunciado dá os seguintes dados (vou listar exatamente o que foi informado):
- Velocidade do escoamento:
. - Diâmetro do duto:
. - Fluido: água à temperatura
.
O que é pedido: determinar o regime de escoamento (laminar, transição ou turbulento) para a água nas condições acima.
Passo 2
Conceito e fórmula que vamos usar (a aula rápida): o número de Reynolds é a grandeza adimensional que indica a relação entre forças inerciais e viscous no escoamento. A fórmula é
onde:
-
é a densidade do fluido, em ; -
é a velocidade média do fluido, em ; -
é o diâmetro característico do duto, em ; -
é a viscosidade dinâmica do fluido, em .
Interpretação prática (regra usada em tubos):
- Se
o escoamento é tipicamente laminar. - Se
o escoamento está na faixa de transição. - Se
o escoamento é tipicamente turbulento.
Explicando como usar isso na prova: calcule
com os valores dados e compare com esses limites; não precisa de cálculo complicado, só multiplicar/ dividir seguindo a fórmula.
Passo 3
Escolher os valores físicos da água a
(valores padrão de tabela):
- Densidade:
. - Viscosidade dinâmica:
.
Conversão do diâmetro para metros:
Passo 4
Substituir na fórmula e calcular passo a passo.
Calcular o numerador
:
(Comentário curto sobre unidades:
tem unidades
, mesmas de
, então o resultado de
é adimensional.)
Agora dividir pela viscosidade:
Faço a divisão (passo numérico):
(Arredondei para três algarismos significativos; em notação científica com vírgula decimal ficou
.)
Passo 5
Classificação do regime: comparar com os limites dados no Passo 2.
logo o escoamento é do tipo turbulento.
Explicando de forma prática e amigável: com esse número de Reynolds tão alto, as forças inerciais dominam sobre as viscosas; espere vorticidade, mistura forte e flutuações. Para a prova, basta calcular
e aplicar a tabela de corte (
e
) para decidir o regime.
Resposta
Turbulento, pois
.