Calcule o número de Grashof e classifique o regime do fluxo em laminar ou turbulento. A superfície externa de uma serpentina de aquecimento, 30 mm de diâmetro, elevando uma temperatura de superfície de
em água a
Passo 1
Primeiro, vamos entender o que o exercício está pedindo. Precisamos calcular o número de Grashof, que é uma medida que relaciona as forças de empuxo térmico com as forças viscosas em um fluido. Esse número nos ajuda a classificar o regime do fluxo como laminar ou turbulento. Para resolver, vamos usar as propriedades da água a
e as dimensões da serpentina fornecidas no enunciado.
Passo 2
A fórmula para calcular o número de Grashof (
) é:
Onde:
-
é a aceleração da gravidade ( ) -
é o coeficiente de expansão térmica volumétrica da água ( ) -
é a diferença de temperatura ( ) -
é o comprimento característico (diâmetro da serpentina ) -
é a viscosidade cinemática da água a ( )
Vamos substituir os valores na fórmula:
Calculando passo a passo:
Passo 3
Agora que calculamos o número de Grashof (
), precisamos classificar o regime do fluxo:
- Laminar:
- Turbulento:
Como
é menor que
, o fluxo é classificado como laminar.
Resposta
O número de Grashof calculado é aproximadamente
, indicando que o fluxo na serpentina é laminar.