terça-feira, 12 de janeiro de 2016

Número de Reynolds


Primeiramente devemos saber o que é Reynolds, bom, esse nome é decorrente da pessoa que realizou esse experimento, um Engenheiro e Físico inglês chamado Osborne Reynolds (1842-1912). Ele realizou diversos experimentos na área dos fluidos, estudou o comportamento dos mesmos, ou seja, trabalhou no campo da hidráulica e hidrodinâmica. São temas bastante importantes e discutidos na engenharia.
Em meados de 1883, Osborne percebeu que o escoamento de um fluido qualquer por uma tubulação apresentava muitos estados distintos, ele percebeu que em alguns momentos o fluido percorria a tubulação com aspectos brandos e que em outros o fluido percorria de forma mais perturbada (mais tarde definido por ele como laminar ou turbulento). Então, decidiu investigar esse fenômeno (experimentalmente), e postular uma relação.
Basicamente, a grosso modo, o experimento analisa o comportamento de um filete de água com corante escoando ao longo de um tubo [tendo uma válvula para controlar o escoamento nessa tubulação] transparente inserido em um reservatório de água. Em seu experimento, Osborne observou ainda que a característica do escoamento ser laminar ou turbulento está diretamente associada a um número, adimensional, que chamou de número de Reynolds. Abaixo temos uma imagem demonstrativa desse experimento:

Notou-se que ao abrir um pouco a válvula, com uma velocidade pequena no escoamento, formou-se um filete colorido sem se misturar a água, ou seja, sem troca de moléculas entre os dois fluidos, ESCOAMENTO LAMINAR.
Ao abrir mais a válvula, observou-se que o filete, até então linear, começa a sofrer perturbações, começa a apresentar ondulações (essa fase foi definida por ele como uma transição entre o escoamento laminar e o turbulento), ESCOAMENTO DE TRANSIÇÃO.
Quando abriu mais a válvula, a perturbação do filete colorido aumentou seguida de troca de molecular entre os dois fluidos, fazendo assim, o filete se desaparecer totalmente, ESCOAMENTO TURBULENTO.

Tendo em seu experimento grandezas conhecidas [velocidade do fluido (v), massa específica do fluido (ρ), diâmetro do tubo (D) e viscosidade absoluta do fluido (μ)] Osborne assim determinou uma relação para obter o N° de Reynolds (Re):

Fazendo os cálculos entre um experimento e outro ele determinou valores que satisfazem cada escoamento:
Escoamento Laminar
Re < 2000
Escoamento de Transição
2000 < Re < 2400
Escoamento Turbulento
Re > 2400

Referência Bibliográfica:
Brunetti, Franco / Mecânica dos Fluidos – 2°ed. rev. – São Paulo : Pearson Prentice Hall, 2008


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