Calcule o número de Reynolds para o escoamento de água a em um duto circular com um diâmetro de . A magnitude da vazão é de . Qual é o tipo de fluxo?

Passo 1

Beleza, vamos lá! O exercício pede para calcular o número de Reynolds para a água fluindo a 20°C em um tubo circular com diâmetro de 0,5 cm e uma vazão de 0,15 m³/s. O número de Reynolds nos ajuda a determinar se o fluxo é laminar, turbulento ou está na transição entre os dois. Para resolver isso, vamos precisar das propriedades da água a 20°C, como a densidade e a viscosidade.

Passo 2

Primeiro, vamos converter o diâmetro do duto para metros, já que as unidades padrão no Sistema Internacional são em metros:

Passo 3

Agora, precisamos encontrar a velocidade do fluxo ( ). Sabemos que a vazão ( ) é igual à área da seção transversal ( ) multiplicada pela velocidade ( ):
A área da seção transversal de um tubo circular é:
Substituindo o valor de :
Agora, isolamos :
(Uma velocidade tão alta indica que talvez haja um erro nas unidades da vazão. Normalmente, a vazão em tubos é muito menor. Vamos considerar que a vazão correta seja ou outra unidade mais realista. Porém, seguindo os dados fornecidos:)

Passo 4

Assumindo que a velocidade calculada esteja correta, vamos usar o número de Reynolds ( ):
Onde:
  • é a densidade da água a 20°C ( )
  • é a velocidade ( )
  • é o diâmetro ( )
  • é a viscosidade dinâmica da água a 20°C ( )
Substituindo os valores:

Passo 5

Com o número de Reynolds calculado, podemos determinar o tipo de fluxo:
  • Se : fluxo laminar
  • Se : fluxo de transição
  • Se : fluxo turbulento
No nosso caso, , que é muito maior que 4000.

Resposta

O número de Reynolds é aproximadamente , indicando que o fluxo é turbulento.

Exercícios relacionados

Calcular a vazão volumétrica de um fluido que escoa por uma tubulação com uma velocidade média de , sabendo-se que o diâmetro interno da seção da tubulação é igual a .
Velocidade média .
Diâmetro interno que em metros vale .
Vazão volumétrica ?
, substituindo os dados considerando :
, resolvendo:

, convertendo para litros:
.
Qual o número de Reynolds para o escoamento de água a num tubo de de diâmetro com velocidade de escoamento de ?
Escoamento laminar:
Transição:
Escoamento turbulento:
Elaborado por: Profa. Dra. Lília Barretto Aprovado por: Departamento de Agroindústria Página 6 de 7
Um evaporador concorrente de duplo efeito é usado para concentrar uma solução de açúcar. Temos que e . Vapor saturado a é utilizado no primeiro efeito. A pressão do segundo efeito com a temperatura de saturação igual a . A elevação do ponto de ebulição é dada por em . O calor específico da solução é dado por em KJ/Kg.K. O Cp do vapor de água pode ser admitido constante e igual a . Os coeficientes globais são dados por: e . Assumindo quantidades iguais de vapor gerado, determine e ;
Um evaporador concorrente de duplo efeito é usado para concentrar uma solução de açúcar. Temos que e . Vapor saturado a é utilizado no primeiro efeito. A pressão do segundo efeito com a temperatura de saturação igual a . A elevação do ponto de ebulição é dada por em . O calor específico da solução é dado por em KJ/Kg.K. O Cp do vapor de água pode ser admitido constante e igual a . Os coeficientes globais são dados por: e . Calcule ;