O ar (com viscosidade
.s e densidade
) flui em um tubo de diâmetro
com uma velocidade de
. Determine o número de Reynolds e classifique o regime de escoamento.
Passo 1
Beleza! Então o enunciado diz que temos ar fluindo num tubo de diâmetro
, com velocidade
. As propriedades do ar são viscosidade
e densidade
.
Conteúdo: Cinética dos fluidos – número de Reynolds.
O que vamos usar: a fórmula do número de Reynolds, que relaciona inércia e viscosidade do fluido, e os critérios de regime (laminar, transitório, turbulento).
Conteúdo: Cinética dos fluidos – número de Reynolds.
O que vamos usar: a fórmula do número de Reynolds, que relaciona inércia e viscosidade do fluido, e os critérios de regime (laminar, transitório, turbulento).
Passo 2
Teoria do Reynolds:
O número de Reynolds é definido por
O número de Reynolds é definido por
–
é a densidade do fluido (inércia).
– é a velocidade característica.
– é o comprimento característico (aqui, o diâmetro do tubo).
– é a viscosidade dinâmica (resistência ao escoamento).
A ideia: quanto maior Re, mais dominam as forças inerciais e mais “bagunçado” (turbulento) fica o fluxo; para Re pequenas, domina a viscosidade e o fluxo é “liso” (laminar).
–
–
–
A ideia: quanto maior Re, mais dominam as forças inerciais e mais “bagunçado” (turbulento) fica o fluxo; para Re pequenas, domina a viscosidade e o fluxo é “liso” (laminar).
Passo 3
Agora plugamos os números:
Calculemos passo a passo:
- Multiplicando densidade, velocidade e diâmetro:
. - Dividindo pela viscosidade:
Passo 4
Classificação do regime de escoamento:
- Laminar: Re < 2300
- Transitório: 2300 < Re < 4000
- Turbulento: Re > 4000
Como nosso Re ≈, está bem acima de 4000, logo o escoamento é turbulento.
Resposta
Número de Reynolds:
.
Regime de escoamento: turbulento.
Regime de escoamento: turbulento.