Um(a) engenheiro(a) agronômo(a) foi incumbido(a) de estimar e classificar a intensidade do escoamento da água no interior de uma tubulação uniforme de PVC. Para tanto, tal engenheiro(a) usará o número de Reynolds. Sabe-se que essa tubulação possui 100 mm de diâmetro e a vazão que escoa, em regime permanente, é de
. Sendo que XY corresponde aos dois últimos números consecutivos do seu registro acadêmico (RA) no UNIFAFIBE. Por exemplo, se o RA for 0123456789 , a vazão seria de
. Considere a viscosidade cinemática da água igual a
.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa estimar e classificar a intensidade do escoamento da água numa tubulação de PVC usando o número de Reynolds. Para isso, vamos precisar entender como calcular o número de Reynolds e usar alguns dados que o problema nos deu: o diâmetro da tubulação (100 mm), a vazão da água (
, onde XY são os dois últimos dígitos do seu RA), e a viscosidade cinemática da água (
).
Passo 2
Primeiro, vamos converter o diâmetro da tubulação de milímetros para metros, porque as unidades no número de Reynolds precisam estar no Sistema Internacional.
Passo 3
Agora, precisamos encontrar a velocidade do escoamento (
) da água na tubulação. A velocidade pode ser calculada usando a vazão (
) e a área da seção transversal da tubulação (
).
A vazão está dada em litros por segundo, então vamos converter para metros cúbicos por segundo:
A área da seção transversal da tubulação �� calculada pela fórmula da área de um círculo:
Agora, a velocidade
é:
Passo 4
Com a velocidade calculada, podemos agora encontrar o número de Reynolds (
). A fórmula do número de Reynolds é:
Substituindo os valores que temos:
Passo 5
Agora que temos o número de Reynolds, vamos classificar o fluxo:
- Fluxo Laminar:
- Transição:
- Fluxo Turbulento:
Dependendo do valor de XY, multiplicado por 12.700, o fluxo será classificado como laminar, em transição ou turbulento.
Resposta
O número de Reynolds para o escoamento é
. Com base nesse valor, o fluxo será:
- Laminar se
- Em Transição se
- Turbulento se
Basta substituir o valor de XY pelos dois últimos dígitos do seu RA para determinar a classificação do fluxo na tubulação.
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; e
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e
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