Exp. De Reynolds/ Regimes De Escoamentos

Osborne Reynolds (1842-1912), nascido em Belfast, formou-se em matemática em Cambridge em 1867. Concentrou seus estudos nas áreas de hidráulica e hidrodinâmica, realizando, em 1883, a conhecida experiência de Reynolds.

Experiência de Reynolds

Utilizando um reservatório contendo água, um tubo transparente foi ligado a ele, e no fim deste tubo, uma válvula estava presente, permitindo a mudança na velocidade de descarga da água. Para verificar o comportamento do fluido, um líquido corante foi injetado no eixo do tubo. Com uma pequena abertura da válvula, resultando em baixa velocidade de descarga, observou-se a formação de um filete reto e contínuo de fluido colorido no eixo do tubo (3). Com uma maior abertura da válvula (5), foi possível observar que o filete começou a apresentar ondulações até que este desaparecesse do ponto de injeção. Devido aos movimentos transversais do escoamento, o fluido colorido injetado é rapidamente diluído na água do tubo. Estas observações permitiram ao pesquisador concluir que dois tipos de escoamento existem – laminar e turbulento- sendo que estes são separados pelo escoamento de transição.

Na primeira parte do experimento, onde observou-se o filete colorido reto e contínuo, as partículas se movem sem movimentos transversais, permanecendo em lâminas concêntricas, não havendo troca macroscópica de partículas. Esta observação permitiu então, definir o escoamento laminar como aquele em que as partículas do fluido se deslocam em lâminas individualizadas, não havendo troca de massa entre elas.

Já na segunda parte do experimento, a velocidade transversal do fluido é significativa, apresentando como consequência o desaparecimento do filete pela imediata diluição em água. Diante do observado, foi definido como escoamento turbulento, aquele que apresenta um movimento de aleatoriedade macroscópica das partículas.

De maneira prática, Reynolds definiu um número adimensional que relaciona algumas grandezas do fluido de interesse para determinar o tipo de escoamento. Este número adimensional é chamado de número de Reynolds (Re), definido pela relação das forças de inércias com as forças viscosas:

Re=ρvD

Onde, ρ  é a massa específica do fluido; v é a velocidade, D é a dimensão linear característica e é a viscosidade dinâmica do fluido. Em relação à classificação do fluido pelo tipo de escoamento, Reynolds verificou o seguinte:

Re< 2000  Escoamento Laminar

2000<Re<4000  Escoamento de Transição

Re> 4000  Escoamento Turbulento

Dependendo do tipo de escoamento do fluido, muitas equações podem ou não ser utilizadas, então a análise do tipo de escoamento facilitou muito nossos estudos!!

Quer saber mais sobre fluidos e outros inúmeros conceitos da engenharia? Conheça nossos cursos e faça parte da #FEITEP.

Prof. Leticia Climaco

Referencias:

Brunetti, Franco. Mecânica dos Fluidos. 2 ed. rev. – São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2008. https://www.guiadaengenharia.com/numero-reynolds-entenda/

Deixe um comentário

O seu endereço de e-mail não será publicado. Campos obrigatórios são marcados com *