Atividade Estruturada Fenômeno dos Transportes - 2015.1

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Fenômeno dos Transportes 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Aluno: Silas Martins de Souza 
 Matrícula: 201403338132 
 Turma: 3006 
 Professor: Otávio Castellani 
 
Coeficiente de Reynolds 
 
 
 O coeficiente de Reynolds (Re) é um número adimensional usado em 
mecânica dos fluídos para o cálculo do regime de escoamento de 
determinado fluido dentro de um tubo ou sobre uma superfície. O número 
de Reynolds, embora introduzido conceitualmente em l851 por um cientista 
da época, tornou-se popularizado na mecânica dos fluidos pelo engenheiro 
hidráulico e físico irlandes Osborne Reynolds em 1883. 
 
 Em seus estudos teóricos, em demonstrações e experiências práticas 
de laboratório, ele demonstrou a existência de três tipos de escoamento, o 
Laminar, o Transitório e o Turbulento. 
 
 No Escoamento Laminar, as partículas de um fluido movem-se ao 
longo de trajetórias bem definidas, apresentando lâminas ou camadas, cada 
uma delas preservando sua característica no meio. 
 
 O Escoamento Turbulento ocorre quando as partículas de um fluido 
não se movem ao longo de trajetórias bem definidas, ou seja, as partículas 
se deslocam em trajetórias irregulares, com movimento aleatório, 
produzindo uma transferência de quantidade de movimento entre regiões de 
massa líquida. 
 
 No Escoamento Transitório, observou-se uma tendência de 
variação de regime, ou seja, um escoamento intável, podendo ser tornar 
turbulento ou laminar. 
 
 
Número de Reynolds em Tubos 
 
 Depois da conclusão de seu trabalho de pesquisa, Reynolds nomeou 
seu número absoluto como sendo o Número ou Coeficiente de Reynolds, 
o qual constitui hoje a base do comportamento de sistemas reais do 
escoamento e, através da expressão abaixo, definiu matematicamente seus 
conceitos. 
 
 
 
Onde: 
 
 
 
 
Sendo que: 
 
 Re < 2000: Escoamento Laminar. 
2000 < Re < 2400: Escoamento de Transitório. 
 Re > 2400: Escoamento Turbulento 
 
 Para um Re menor que 2000, temos um escoamento laminar, para um 
Re maior que 2400, temos um escoamento turbulento e para um Re entre 
2000 e 2400 temos o escoamento transitório onde há uma tendência à 
variação de regime. 
Experimentalmente, costuma-se caracterizar um fluido com 
escoamento laminar com Re menor que 2100 e escoamento turbulento com 
Re maior que 4000. 
 
 
 
 
Exemplo: 
 
 
 
Número de Reynolds em Perfis Aerodinâmicos 
 
 
 Para aplicações em perfis aerodinâmicos, o número de Reynolds 
pode ser expresso em função da corda média aerodinâmica do perfil da 
seguinte forma: 
 
 
 
 
 
 
Onde: 
 
 
 
 
 A determinação do número de Reynolds representa um fator muito 
importante para a escolha e análise adequada das características 
aerodinâmicas de um perfil aerodinâmico, pois a eficiência de um perfil em 
gerar sustentação e arrasto está intimamente relacionada ao número de 
Reynolds obtido. Geralmente, no estudo do escoamento sobre asas de 
aviões, o fluxo se torna turbulento para números de Reynolds da ordem de 
1x107, sendo que, abaixo desse valor, geralmente o fluxo é laminar. 
 
Exemplo: 
 
 
 
Exemplos de Coeficientes de Reynolds 
 
Fluxo laminar: 
 Água ~ 
 Espermatozoídes ~ 
 Fluxo de sangue no cérebro ~ 
 Fluxo de sangue na aorta ~ 
Fluxo turbulento: 
 Pessoa nadando ~ 
 Avião ~ 
 Baleia azul ~ 
 Um grande navio (RMS Queen Elizabeth 2) ~ 
 
Aplicações 
Na engenharia aeronáutica, por exemplo, o estudo Re é de extrema 
importância, pois possibilita avaliar a estabilidade do fluxo podendo obter 
uma indicação se o escoamento flui de forma laminar ou turbulenta. Assim, 
pode-se fazer uma escolha e análise adequada das características 
aerodinâmicas da superfície projetada, pois como já dito, a eficiência de um 
perfil em gerar sustentação está intimamente relacionada ao número de 
Reynolds obtido. 
É utilizado para descobrir se o fluido que escoa através de uma 
tubulação é laminar ou turbulento. Assim é possível determinar as 
características de uma tubulação ao qual o fluido escoará. 
É utilizado em estudos aerodinâmicos na área automotiva, pois o 
veículo precisa enfrentar uma “parede de ar” ao se deslocar. Então é de 
extrema importância saber se fluxo de ar que atravessa a carroceria é 
laminar ou turbulento para que assim seja possível projetar perfis mais 
adequados às exigências do veículo. 
O Re também já foi utilizado em estudos de emissões veiculares.