Números De Reynolds

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 Em experiências Reynolds (1883) demonstrou a existência de dois tipos de escoamentos, o escoamento laminar e o escoamento turbulento. O experimento teve como objetivo a visualização do padrão de escoamento de água através de um tubo de vidro, com o auxílio de um fluido colorido (corante). A figura 1 demonstra o experimento realizado por Reynolds (1883).

Fig. 1

Ilustração do aparato experimental

O procedimento de seu experimento consiste no fluxo da água que alimenta o procedimento e é acionado pela abertura da válvula inicial (torneira), e este fluido é carregado por uma mangueira até uma válvula para a retirada de ar. Após este feito,o fluido é transportado para a entrada do tubo inicial que contem duas fontes de alimentação, uma do fluído (água) e outra do corante indicador do escoamento. Este corante possui uma válvula que controla sua vazão.

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Quando os valores de Reynolds são pequenos o nome dado é escoamento laminar, esta forma uma tensão de cisalhamento entre os líquidos, ao contrario disso ocorre o processo de geração turbulento, pois esse tem forma vorticosa (pois os movimentos do fluido se assemelha à vórtices) e consequentemente dissipa as partículas adjacente por atrito viscoso. Tal movimento é resultado do contato entre regiões do escoamento com o liquido em movimento rápido com o liquido que se movimenta vagarosamente ou estagnado.

2. MODELO CONCEITUAL

Reynolds após ter feito todas as suas experiências com diferentes valores de diâmetros e temperaturas, chegou a conclusão que a melhor forma de se determinar o tipo de movimento do escoamento não depende exclusivamente do valor da velocidade, mais ao valor de uma expressão sem dimensões, considerando também a viscosidade do líquido. Conforme demonstra a formula abaixo:

Na qual: Re é o número de Reynolds; v é a velocidade do fluido (m/s); D é odiâmetro da canalização (m); v é a viscosidade cinemática (m^2/s).

Para as seções não circulares, pode-se tomar, para o cálculo do número deReynolds as Equações 2 e 3.

Se o resultado do escoamento for superior a 4000, o movimento nascondições correntes, em tubos comerciais, sempre será

turbulento

. Para osencanamentos, o escoamento em regime laminar ocorre e é estável para valores donúmero de Reynolds inferiores a 2000. Entre esse valor e 4000 encontra-se um zonacrítica, na qual não se pode determinar com segurança a perda de carga nascanalizações.