Enunciado

13-14 Água a 20®C escoa de modo uniforme em um canal largo e retangular a uma velocidade de 2 m/s. Se a profundidade da água for 0,2 m, determine (a) se o escoamento é laminar ou

turbulento e (b) se o escoamento é subcrítico ou supercrítico.

Passo 1

Vamos lá! A gente tem água escoando a 20 ℃ e a gente quer determinar o comportamento desse escoamento!

Na letra a queremos saber se ele é laminar ou turbulento! Para isso vamos usar Reynolds! Lembrando que para canais abertos o escoamento é turbulento quando R e > 500 .

R e = ρ V y μ

Para água a 20 ℃ temos ρ = 998   k g / m 3 , μ = 1,002 × 10 - 3 k g / m s .

Substituindo: R e = 998 × 2 × 0,2 1,002 × 10 - 3 = 3,984 × 10 - 5

Logo o escoamento é turbulento!

Passo 2

Agora vamos ver se ele é subcrítico, crítico ou supercrítico, para isso usamos o número de Froude:

F R = V g y h

Se g = 9,81 m / s 2 :

F R = 2 9,81 × 0,2 = 1,43

Se F R > 1 então o escoamento é supercrítico!

Resposta

O escoamento é turbulento e supercrítico!

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