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UnP – Universidade Potiguar Disciplina: Fenômenos de Transporte

Fenômenos de Transporte
Escoamento Laminar e Turbulento Cálculo do número de Reynolds
Pedro Alighiery Eng. MSc.

UnP – Universidade Potiguar Disciplina: Fenômenos de Transporte
Escoamento Laminar: Aquele no qual o fluido se move em camadas, ou lâminas, uma camada escorregando sobre a adjacente havendo somente troca dequantidade de movimento molecular. Qualquer tendência para instabilidade e turbulência é amortecida por forças viscosas de cisalhamento que dificultam o movimento relativo entre as camadas adjacentes do fluido.

Pedro Alighiery Eng. MSc.

UnP – Universidade Potiguar Disciplina: Fenômenos de Transporte
Escoamento Turbulento: Aquele no qual as partículas apresentam movimento caótico macroscópico,produzindo uma transferência de quantidade de movimento entre regiões de massa líquida. Este escoamento é comum na água, cuja viscosidade é relativamente baixa. → Características: Irregularidade; Difusividade; Altos Números de Reynolds.

Obs: O fenômeno da turbulência não é uma característica dos fluidos, mas do escoamento.
Pedro Alighiery Eng. MSc.

UnP – Universidade Potiguar Disciplina:Fenômenos de Transporte
Visualização de Escoamentos Laminar e Turbulento em Tubos Fechados

Pedro Alighiery Eng. MSc.

UnP – Universidade Potiguar Disciplina: Fenômenos de Transporte
Linha de Escoamento: Trajetória de uma partícula de fluido. Linha de Corrente: Curva tangente em cada ponto que dá direção e sentido do vetor velocidade.

Obs: Para escoamento laminar as linhas de escoamento ecorrente irão coincidirem. Já para escoamento turbulento as linhas de escoamento e corrente não irão coincidirem.

Pedro Alighiery Eng. MSc.

UnP – Universidade Potiguar Disciplina: Fenômenos de Transporte
Quando a configuração do escoamento de um fluido não varia com o tempo, ele se chama de escoamento permanente ou estacionário.
V V

Vm T Laminar Turbulento T

Pedro Alighiery Eng. MSc. UnP – Universidade Potiguar Disciplina: Fenômenos de Transporte
• Escoamento Interno → Escoamento completamente envoltos por superfícies sólidas; • Escoamento Externo → Escoamento sobre corpos imersos em um fluido nãocontido; Ex: Escoamento em uma torneira;
Perfuração ou completação de um poço.

Pedro Alighiery Eng. MSc.

UnP – Universidade Potiguar Disciplina: Fenômenos de TransporteNúmero 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 éum quociente entre as forças de inércia e as forças de viscosidade.

Pedro Alighiery Eng. MSc.

UnP – Universidade Potiguar Disciplina: Fenômenos de Transporte
• Número de Reynolds (NR) → Relação adimensional que define o regime de fluxo.

Onde:

v = velocidade do escoamento; D = diâmetro interno do tubo;
ρ = massa específica do fluido; μ = viscosidade dinâmica do fluido.

PedroAlighiery Eng. MSc.

UnP – Universidade Potiguar Disciplina: Fenômenos de Transporte
Tabela – Número de Reynolds crítico praticados no escoamento dos fluidos usuais da indústria de petróleo.

N° de Reynolds critico
≤ 2300 > 2300 e < 3000 > 3000

Tipo de Fluxo (escoamento)
Laminar Transição (Laminar p/ Turbulento) Turbulento

Obs: O escoamento em um tubo de diâmetro constante seráinteiramente Laminar ou inteiramente Turbulento, dependendo do valor da velocidade v.

Pedro Alighiery Eng. MSc.

UnP – Universidade Potiguar Disciplina: Fenômenos de Transporte
Tabela – Viscosidade Dinâmica Gases Hidrogênio Ar Xenônio Líquidos a 20°C álcool etílico acetona metanol benzeno água mercúrio ácido sulfúrico Viscosidade (Pa.s) 8,4 × 10−6 17,4 × 10−6 21,2 × 10−6 viscosidade (Pa.s) 0,248 ×...
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