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Hidráulica Hidrodinâmica Prof. Rogério Cunha Número de Reynolds Coeficiente, número ou módulo de Reynolds 2 É um número adimensional usado em mecânica dos fluidos/fenômenos dos transportes para o cálculo do regime de escoamento de determinado fluido sobre uma superfície. É utilizado, por exemplo, em projetos de tubulações industriais e asas de aviões. O conceito foi introduzido por George Gabriel Stokes em 1851, mas o número de Reynolds tem seu nome oriundo de Osborne Reynolds, um físico e engenheiro hidráulico irlandês (1842–1912), quem primeiro popularizou seu uso em 1883. Número de Reynolds (Re) • A significância fundamental do número de Reynolds é que o mesmo permite avaliar o tipo do escoamento (a estabilidade do fluxo) e pode indicar se flui de forma Laminar ou Turbulenta. Para o caso de um fluxo de água num tubo cilíndrico, admite-se os valores de 2.000 e 4.000 como limites. Desta forma, para valores menores que 2.000 o fluxo será laminar, e para valores maiores que 4.000 o fluxo será turbulento. Entre estes dois valores o fluxo é considerado como transitório. Ou seja: • Re < 2000 = Laminar • 2000 < Re < 4000 = Intermediário ou transitório • Re > 4000 = Turbulento. 3 Número de Reynolds (Re) 4 Número de Reynolds (Re) 5 Número de Reynolds (Re) 6 Viscosidade cinemática: 𝑣 = 𝜇 𝜌 logo, 𝜌 𝜇 = 1 𝑣 Daí : 𝑹𝒆 = 𝑽.𝑫/𝒗 Exercícios 1. Uma tubulação de aço, com 10” de diâmetro e 1.600m de comprimento, transporta 1.892.500 lt/dia de óleo combustível a uma temperatura de 35º C. Sabendo que a viscosidade cinemática ao referido fluido àquela temperatura é da ordem de 0,00130m²/s. Qual o regime de escoamento a que está submetido o fluido em questão? 2. Foi realizado um experimento de Reynolds escoando a água a uma temperatura de 20°C em uma tubulação de 20 cm de diâmetro interno. Nessa temperatura, a massa específica da água equivale a 998 kg/m3 e a viscosidade absoluta 0,001 Pa.s. O valor do número de Reynolds estimado foi de 2,0x106. A partir desses dados, qual é o valor da vazão volumétrica e a classificação do escoamento? 7 Exercícios 3. Dado um tubo com seção quadrada de 10 cm de lado, determinar a velocidade máxima necessária para manter o escoamento dentro dele em regime laminar, considerando: a) Que o fluido que está escoando é água (viscosidade cinemática=10-6 m²/s) b) Que o fluido que está escoando é óleo (viscosidade cinemática=10-3 m²/s). 4. Em um tubo horizontal com diâmetro 5,0 cm escoa água a 25oC -> ρ = 997,7 kg/m³; μ = 0,890 x 10-3 Pa.s . O movimento está em regime permanente e a velocidade do fluido de 1,0 m/s. Verifique se o escoamento é turbulento ou laminar. 8
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