Questão: O Número de Reynolds (Re) é um parâmetro adimensional importante para o cálculo da perda de carga, servindo também para classificar se o escoamento é laminar ou turbulento. Assinale a alternativa CORRETA:
a) Escoamentos são considerados turbulentos para valores de Re elevados, da ordem de
ou superiores;
b) Escoamentos são considerados turbulentos para valores de Re elevados, da ordem de
ou superiores.
c) Escoamentos são considerados laminares para valores de Re elevados, da ordem de
ou superiores;
d) Escoamentos são considerados turbulentos para valores de Re baixos, da ordem de
ou inferiores;
e) Escoamentos são considerados laminares para valores de Re baixos, da ordem de
ou inferiores;
a) Escoamentos são considerados turbulentos para valores de Re elevados, da ordem de
b) Escoamentos são considerados turbulentos para valores de Re elevados, da ordem de
c) Escoamentos são considerados laminares para valores de Re elevados, da ordem de
d) Escoamentos são considerados turbulentos para valores de Re baixos, da ordem de
e) Escoamentos são considerados laminares para valores de Re baixos, da ordem de
Passo 1
O enunciado pede que se assinale a alternativa CORRETA sobre quando um escoamento é considerado turbulento em função do Número de Reynolds. As alternativas dadas são:
a) Escoamentos são considerados turbulentos para valores de
elevados, da ordem de
ou superiores;
b) Escoamentos são considerados turbulentos para valores de elevados, da ordem de
ou superiores;
c) Escoamentos são considerados laminares para valores de elevados, da ordem de
ou superiores;
d) Escoamentos são considerados turbulentos para valores de baixos, da ordem de
ou inferiores;
e) Escoamentos são considerados laminares para valores de baixos, da ordem de
ou inferiores.
b) Escoamentos são considerados turbulentos para valores de
c) Escoamentos são considerados laminares para valores de
d) Escoamentos são considerados turbulentos para valores de
e) Escoamentos são considerados laminares para valores de
Informações relevantes do enunciado: as alternativas comparam “valores de
” em ordens de grandeza (como
) com as classificações “laminar” ou “turbulento”. O objetivo é identificar qual alternativa está correta.
Passo 2
Definição do Número de Reynolds e o que ele representa (aula rápida).
onde:
-
é a densidade do fluido (kg/m³); -
é uma velocidade característica do escoamento (m/s) — por exemplo velocidade média em um tubo; -
é uma dimensão característica (m) — por exemplo o diâmetro para escoamento em tubo; -
é a viscosidade dinâmica (Pa·s); -
é a viscosidade cinemática (m²/s).
Interpretação física simples:
mede a razão entre forças inerciais e forças viscosas no escoamento. Quanto maior
, mais dominantes são as forças inerciais (tendência a instabilidades e mistura), e quanto menor
, mais dominantes são as forças viscosas (escoamento suave e ordenado).
Passo 3
Critérios práticos de classificação (padrão para escoamento interno em tubos, que é o caso mais comum em provas):
- Escoamento laminar: tipicamente quando
. - Região de transição: aproximadamente
. - Escoamento turbulento: tipicamente quando
.
Explicação didática: esses números não são leis universais rígidas, mas limites empíricos utilizados na engenharia. Ou seja, turbulência costuma aparecer quando
passa de alguns milhares; fluxos claramente laminares ocorrem quando
está na ordem de milhares para baixo.
Passo 4
Comparação das alternativas com os critérios:
- Alternativa (b): diz turbulento para
da ordem de . Isso é falso: (ou seja, ) é muito baixo — corresponde a escoamento claramente laminar. Então (b) está errada. - Alternativa (c): diz que escoamentos são laminares para
da ordem de ou superiores. Isso é contraditório porque (ou seja, ) é um valor alto onde o escoamento tende a ser turbulento, não laminar. Então (c) está errada. - Alternativa (d): diz turbulento para valores de
baixos, da ordem de ou inferiores. Valores da ordem de (por exemplo ) estão na vizinhança da transição/laminar; não é correto afirmar que “valores baixos da ordem de ou inferiores” são turbulentos. Então (d) está errada. - Alternativa (e): diz laminar para valores de
baixos, da ordem de ou inferiores. A expressão é confusa: “ordem de ou inferiores” inclui valores altos (como ) e baixos; além disso não é baixo. Portanto (e) está errada. - Alternativa (a): afirma que escoamentos são considerados turbulentos para valores de
elevados, da ordem de ou superiores. Mesmo que o limite empírico de transição para tubos seja por volta de (ou seja, alguns ), a alternativa (a) está dizendo que escoamentos turbulentos ocorrem para valores elevados de (ordem de é um exemplo de valor elevado). Entre as opções dadas, (a) é a que melhor corresponde à ideia correta: turbulência aparece para números de Reynolds grandes (ordens milhares a dezenas de milhares), enquanto as demais opções apresentam valores claramente incorretos ou contraditórios.
Passo 5
Resumo/conselho para prova (como aplicar na hora): calcule sempre
(escolhendo
apropriado, por ex.
em tubos). Se
sair menor que cerca de
, espere escoamento laminar; se for maior que cerca de
, espere escoamento turbulento; entre esses valores é região de transição. Assim, na hora da prova, compare o valor calculado com esses limites.
Resposta
a)