Experiência de Reynolds e Regimes de Escoamento

Experiência de Reynolds: (Visualização de escoamentos laminar e turbulento em tubos fechados). O número de Reynolds (abreviado como Re) é um número adimensional usado em mecânica dos fluidos 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.

Reynolds verificou que o fato de o movimento ser laminar ou turbulento depende do valor do número adimensional dado por:

• ρ = massa específica do fluido;
• μ = viscosidade dinâmica do fluido;
• v = velocidade do escoamento;
• D = diâmetro da tubulação.

No caso de tubos, seriam observados os seguintes valores:

• Re < 2000: Escoamento laminar;
• Re < 2400: Escoamento de transição;
• Re > 2400: Escoamento turbulento.

Um exemplo comum é o túnel aerodinâmico, onde se medem forças desta natureza em modelos de asas de aviões. Pode-se dizer que dois sistemas são dinamicamente semelhantes se o número de Reynolds for o mesmo para ambos.

Escoamentos de Fluidos Compressíveis e Incompressíveis

Um escoamento incompressível existe se a massa específica de cada partícula de fluido permanece relativamente constante enquanto a partícula se move através do campo de escoamento. Isso não exige que a massa específica seja constante em todo lugar. Se a massa específica é constante em todo lugar, então, obviamente, o escoamento é incompressível, mas isso seria uma condição mais restrita. O escoamento atmosférico, no qual ρ = ρ(z) (em que z é vertical), assim como os escoamentos que envolvem camadas adjacentes de água doce e salgada, são exemplos de escoamentos incompressíveis nos quais a massa específica varia.

N) Escoamentos em Regime Uniforme e Variado

Um escoamento de um fluido é uniforme, do ponto de vista cinemático, quando o campo de vetores velocidade, no instante considerado, é constante ao longo do escoamento. No escoamento uniforme, as trajetórias são retas paralelas e, ao longo de cada trajetória, no mesmo instante, todas as partículas têm igual velocidade. A definição de escoamento uniforme obriga a constância da velocidade ao longo do escoamento, e não transversalmente; isto é, as velocidades em trajetórias distintas, no mesmo instante, podem diferir. Nos escoamentos uniformes, em virtude das trajetórias serem retilíneas, coincidem as trajetórias e as linhas de corrente.