Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Incropera - Fundamentos de Transferência de Calor e Massa- Ed: 8º - Capítulo 6.Problemas - Ex. 16
Um ventilador que pode fornecer velocidades de ar de até deve ser usado em um túnel de vento de baixa velocidade com ar atmosférica a . Se alguém desejar usar o túnel de vento para estudar o comportamento da camada-limite sobre uma placa plana com número de Reynolds de até , que comprimento mínimo da placa poderia ser usado? A que distância da aresta frontal ocorreria a transição se o número de Reynolds crítico fosse ?
Passo 1
Como o experimento da questão tem intenção de estudar o número de Reynolds, podemos assumir que todo o processo é isotérmico, e se mantém a .
Para determinarmos o comprimento mínimo para aquele número de Reynolds podemos usar a equação:
Usando a equação de viscosidade:
Podemos reescrever desse jeito:
Depois isolamos que vai ser o comprimento mínimo ():
Passo 2
Agora a gente usa o valor da viscosidade cinemática para o ar a através da tabela A-4, que é , e os valores dados no enunciado:
Passo 3
Para a segunda pergunta a gente faz praticamente a mesma coisa, mas dessa vez utilizamos o valor do número de Reynolds que corresponde à transição entre o fluxo laminar e o turbulento, a equação é muito parecida:
A única coisa que muda é o valor do número de Reynolds q iremos utilizar, que vai dar para a gente o valor de .
Então isolamos e substituímos a viscosidade dinâmica pela viscosidade cinematica:
E colocamos os valores com :
E encontramos o ponto crítico onde acontece a transição.