Numero De Reynolds

1. INTRODUÇÃO

O número de Reynolds (abreviado como 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. É utilizado, por exemplo, em projetos de tubulações industriais e asas de aviões. O seu nome vem de Osborne Reynolds, um físico e engenheiro irlandês. O seu significado físico é um quociente entre as forças de inércia e as forças de viscosidade.

2. DESENVOLVIMENTO

2.1 Experimento de Reynolds

Em 1883, Osborne Reynolds considerando um fluido em movimento, realizou um experimento que o consagrou como um pioneiro na moderna mecânica dos fluidos. Ele injetou dentro de um tubo transparente contendo água em movimento, uma fina corrente deum corante com peso específico igual ao da água e observou que a certa velocidade a corrente seguia. A experiência consistia basicamente em fazer-se escoar um fluido líquido através de um tubo juntamente a escoamento colorido, com vazão constante, controlada por uma válvula na extremidade do tubo e quando esta se encontrasse ligeiramente aberta, a tinta escoaria pelo tubo sem ser perturbada, formando assim, um filete, demarcando a natureza ordenada do escoamento.

Diante dos fatos, Reynolds demonstrou a existência de dois tipos de escoamentos, de acordo com o comportamento dos fluxos. Ao primeiro onde os elementos do fluido seguem-se ao longo de linhas de movimento, onde aumentada gradativamente a velocidade ao longo do experimento, notava-se que a linha desenhada pelo corante começava a sofrer oscilações até Os corantes e difundir por completo no fluxo de água, classificou como fluxo laminar. À medida que a velocidade ia aumentando, o ponto em que o corante se difundia por completo ficava cada vez mais próximo de onde fora injetado. A esse fluxo irregular ele designou o nome de fluxo turbulento. Ao trecho da tubulação em que observava a transição entre os dois fluxos, e o denominou e fluxo intermediário. O comportamento na região de transição é uma função das propriedades do fluido, da geometria do sistema, da cinemática do sistema e da história do sistema, assim sendo, compatível com o modelo das membranas de tensão.

2.2 Número de Reynolds

Ainda observando o experimento, Reynolds notou duas forças ocorrendo neste fluxo e postulou uma equação relacionando as duas e classificando o tipo de fluxo.

A equação de Reynolds é a relação entre as forças de inércia (ρ. V2) e as forças viscosas (μ.V) /D – onde:

V = a velocidade linear média do escoamento do fluido (m);

D = o diâmetro do tubo (m);

ρ = densidade do fluido ou massa específica (Kg/m3);

μ = a viscosidade cinemática desse fluido (Kg/m.s).

Nota-se que as unidades se anulam e o número de Reynold fica adimensional, portanto tem-se:

Re = (D.V.ρ)

μ

Ainda é válido ressaltar que V = Q/A, onde Q é a vazão e A (área) = (π.D2)/4.

O Número de Reynolds (Re ou NRE) caracteriza o tipo de escoamento de um fluido num tubo e representa a relação entre as forças de inércia e as forças viscosas. Para condições normais encontradas na engenharia, e para tubos, observa-se:

Re ≤ 2.100 → Escoamento laminar

2.100 ˂ Re ˂ 3.500 → Escoamento de transição ou intermediário

Re ≥ 3.500 → Escoamento turbulento

Esse número de Reynolds (2.100) é então chamado de número de Reynolds Crítico, sendo que os escoamentos laminar e turbulento em torno de objetos, por exemplo, podem definir números de Reynolds e valores de Reynolds Críticos divergentes de 2.100.

Complementando os dados apresentados acima, se releva a algumas observações adicionais, tais como a demonstração da transição do fluido laminar para turbulento ocorre na realidade para um amplo intervalo de número de Reynolds. Valores número de Reynolds abaixo de 2.100, encontra-se sempre em fluxo laminar, mas este pode persistir até números de Reynolds de vários milhares para várias condições especiais na entrada do tubo, bem verdade e líquido completamente