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.

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 ( Re) é:
Re = v cdot Dnu
Onde:
  • v é a velocidade do fluido (em metros por segundo, m/s),
  • D é o diâmetro da tubulação (em metros, m),
  • nu 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 ( v): 0,05 m/s (já está em m/s, ok!)
  • Diâmetro da tubulação ( D): 4 cm. Precisamos converter para metros:
    4 cm = 0,04 m
  • Viscosidade cinemática da água ( nu): A água à temperatura ambiente (por volta de 20°C) tem uma viscosidade cinemática aproximadamente igual a:
    nu = 1,0 times 10^-6 m²/s ²

Passo 4

Agora, vamos substituir esses valores na fórmula do número de Reynolds:
Re = v cdot Dnu = 0,05 , m/s times 0,04 , m1,0 times 10^-6 , m²/s = 0,002 , m²/s1,0 times 10^-6 , m²/s = 2000 ²²²
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, Re = 2000, 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.

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