Regime de escoamento

REGIMES DE ESCOAMENTO Escoamento Turbulento Rugoso
INTRODUÇÃO Do estudo experimental desenvolvido pelo Eng. Osborn Reynolds(1880), sobre a transição entre escoamentos laminar e turbulento em tubo cilíndrico V ⋅D circular ficou evidente a importância do adimensional como critério para

ν

classificação desses escoamentos, sendo ν a viscosidade cinemática do fluido, V a velocidade média e D o diâmetro. No escoamento laminar, as partículas de fluido movimentam-se em lâminas V ⋅D paralelas e o adimensional , atualmente denominado Número de Reynolds

ν

“ R ” é tal que R ≤ 2000 , qualquer que sejam o fluido e a rugosidade interna do tubo. Para valores de R que satisfaçam aa relação 2000 < R < 4000 o escoamento apresenta instabilidade, ora ocorrendo como laminar, ora ocorrendo como turbulento. Para valores de R satisfazendo à relação R ≥ 4000 o escoamento é turbulento, isto é as partículas do fluido ficam sujeitas a flutuações randômicas de velocidade local, para uma dada velocidade média constante do escoamento. Experiência de Nikuradse Nikuradse fez experiências com o objetivo de determinação da variação do coeficiente universal de perda de carga “ f ” com o Número de Reynolds “ R ” e a D rugosidade relativa . k O autor utilizou-se de tubos cilíndricos longos de seção circular com as paredes interiores recobertas de papel ao qual se fazia aderir grãos de areia formando uma camada uniforme de grãos justapostos de mesma espessura. Variando o tamanho dos grãos, diâmetro do conduto e vazão, Nikuradse obteve as curvas. Para cada diâmetro, variando a rugosidade através da granulometria da D areia, obteve os valores de . k

Nikuradse constatou a existência de 5 regimes de escoamento, como mostra a figura abaixo:

Escoamento Laminar O coeficiente f que depende exclusivamente do Número de Reynolds R , não variando com a rugosidade. Escoamento Turbulento Hidraulicamente Liso Assim como o escoamento laminar, f depende exclusivamente do Número de Reynolds R , não