Calcular o número de Reynolds e identificar se o escoamento é laminar ou turbulento sabendo se que em
uma tubulação com diâmetro de 4 cm escoa água com uma velocidade de 0,05 m/s.
uma tubulação com diâmetro de 4 cm escoa água com uma velocidade de 0,05 m/s.
Passo 1
Então, vamos lá! O exercício pede para calcular o número de Reynolds e descobrir se o escoamento da água em uma tubulação é laminar ou turbulento. Estamos lidando com mecânica dos fluidos aqui. Para resolver isso, vamos precisar dos dados fornecidos: o diâmetro da tubulação e a velocidade da água, além de conhecer a fórmula do número de Reynolds e algumas propriedades da água.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é o número de Reynolds. Ele é uma grandeza que nos ajuda a prever o comportamento do escoamento de um fluido, ou seja, se ele será laminar ou turbulento. A fórmula para calcular o número de Reynolds (
) é:
Onde:
-
é a velocidade do fluido (em metros por segundo, m/s), -
é o diâmetro da tubulação (em metros, m), -
é a viscosidade cinemática do fluido (em metros quadrados por segundo, m²/s).
Passo 3
Vamos identificar e converter os valores que temos:
-
Velocidade da água (
): 0,05 m/s (já está em m/s, ok!) -
Diâmetro da tubulação (
): 4 cm. Precisamos converter para metros: -
Viscosidade cinemática da água (
): A água à temperatura ambiente (por volta de 20°C) tem uma viscosidade cinemática aproximadamente igual a:
Passo 4
Agora, vamos substituir esses valores na fórmula do número de Reynolds:
Então, o número de Reynolds é 2000.
Passo 5
Com o número de Reynolds calculado, podemos determinar o tipo de escoamento usando os seguintes critérios:
- Re < 2000: Escoamento laminar
- 2000 ≤ Re ≤ 4000: Escoamento de transição
- Re > 4000: Escoamento turbulento
No nosso caso,
, que está exatamente no limite entre laminar e de transição. Isso significa que o escoamento está no ponto de transição, podendo apresentar características de ambos os tipos.
Resposta
O número de Reynolds é 2000, indicando que o escoamento está no ponto de transição entre laminar e turbulento.