(Adaptada) Ar a 100°C entra em um duto circular de diâmetro 125 mm. Encontre a vazão volumétrica na qual o escoamento torna-se turbulento.
Dado: Viscosidade cinemática do ar a 100°
Passo 1
E aiiií! Bora encontrar essa vazão! :D Para isso, vamos usar nosso amigo (nosso melhor amigo daqui para frente, eu diria!) Reynolds!
Repara uma palavra-chave no enunciado: “torna-se turbulento”
Para um escoamento se tornar turbulento, ele precisa estar naquele Reynolds crítico, ou seja, aquele número de Reynolds específico no qual abaixo dele, temos escoamento laminar e acima dele, escoamento turbulento
Vimos na teoria que esse número de Reynolds crítico em um tubo é 2300! Então nosso ponto de partida é esse:
Se o fluido fosse a água, nós saberíamos a massa específica e a viscosidade, certo? Mas, nesse caso aqui se trata do ar a 100°C. Não faço a menor ideia desses valores para o ar nessa Temperatura. E agora, José?
Então! O enunciado nos informou a viscosidade cinemática, ou seja, essa amiga aqui
Substituindo em Reynolds
Sabemos do enunciado, que o diâmetro é 125 mm. Passando para o Sistema Internacional, são 0,125 m. Substituindo os valores do enunciado:
Fazendo as contas na calculadora
Passo 2
Beleza! Encontramos a velocidade. Mas o enunciado pede a vazão, certo? Lembrando quem é a vazão volumétrica
Como a área é a área do tubo, que é
Substituindo os valores no Sistema Internacional:
E assim Reynolds nos ajudou a calcular a vazão volumétrica pedida! Bora para o próximo exercício? o/