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Fenômenos de Transporte – número de Reynolds

Fenômenos de Transporte – número de Reynolds

Trabalho de pesquisa literária na disciplina de Fenômenos de Transporte

Santa Cruz do Sul
2014

1. Introdução

Quando a velocidade de um fluido que escoa em um tubo excede certo valor crítico, o regime de escoamento passa de lamelar para turbulento, exceto em uma camada extremamente fina junto à parede do tubo, chamada camada limite, onde o escoamento permanece laminar. Além da camada limite, onde o escoamento é turbulento, o movimento do fluido é altamente irregular, caracterizado por vórtices locais e um grande aumento na resistência ao escoamento. O regime de escoamento, se lamelar ou turbulento, é determinado pela seguinte quantidade adimensional, chamada número de Reynolds. O número de Reynolds é o parâmetro adimensional que relaciona as forças inerciais e as forças viscosas da vazão de um fluido incompressível, na ausência de campo gravitacional.

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2. Desenvolvimento em 1883 Osborne Reynolds realizou um experimento que mostrou a existência de dois tipos de escoamento: “o primeiro onde os elementos do fluido seguem-se ao longo de linhas de movimento e que vão da maneira mais direta possível ao seu destino, e outro em que se movem em trajetórias sinuosas da maneira mais indireta possível” seguindo a redação original. Ou seja, descreveu como visualizar escoamentos laminares e turbulentos.

Figura 01 – Escoamento laminar e turbulento
Para isso, Reynolds empregou um dispositivo, que consiste de um tubo transparente inserido em um recipiente com paredes de vidro. Um corante é introduzido na entrada do tubo. Ao abrir gradualmente o obturador T, observa-se a formação de um filete retilíneo. Neste tipo de movimento, definido como laminar, as partículas apresentam trajetórias bem definidas, que não se cruzam. Ao abrir mais a torneira a velocidade aumenta e o filamento de