Calcular o número de Reynolds e identificar qual o tipo de escoamento, sabendo que em uma tubulação com diâmetro de 4 cm escoa água com uma velocidade de
.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício pede para calcular o número de Reynolds em uma tubulação e identificar o tipo de escoamento. Isso está dentro da matéria de Mecânica dos Fluidos. Para resolver, vamos precisar usar a fórmula do número de Reynolds, que ajuda a determinar se o fluxo é laminar ou turbulento.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar qual é a fórmula do número de Reynolds. Ele é dado por:
Onde:
-
é a densidade do fluido, -
é a velocidade do fluido, -
é o diâmetro da tubulação, -
é a viscosidade dinâmica do fluido.
Passo 3
No entanto, para simplificar, também podemos usar uma versão simplificada da fórmula quando lidamos com água a uma temperatura padrão. A fórmula fica assim:
Onde
é a viscosidade cinemática da água. Sabemos que para a água a temperatura ambiente,
é aproximadamente
.
Passo 4
Vamos identificar os valores que temos:
- Velocidade,
- Diâmetro,
- Viscosidade cinemática,
Passo 5
Agora, substituímos esses valores na fórmula do número de Reynolds:
Passo 6
Fazendo as contas:
Resposta
O número de Reynolds é
. Como esse valor está na faixa de 2000, o escoamento está no limite entre laminar e turbulento. Geralmente, valores abaixo de 2000 indicam fluxo laminar, e acima de 4000 indicam fluxo turbulento. Assim, neste caso, o escoamento pode ser considerado moderadamente laminar.