Experimento de Reynolds

1. INTRODUÇÃO

Denomina-se fluido à substância que, sob a ação de um esforço cortante, deforma-se contínua e irreversivelmente. São fluidos por excelência os gases, vapores e líquidos, e se comportam como fluidos substâncias como a pasta dental, polpas minerais e de produtos alimentícios de alta concentração de sólidos, quando são submetidos a esforços cortantes e velocidades de deformação.
O fluxo dos fluidos pode ser:
- Com respeito a sua estrutura de fluxo: laminar e turbulento.
Fluxo Laminar: as partículas se movem em capas adjacentes que se deslizam uma sobre a outra sem misturar-se, havendo somente troca de quantidade 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.
Fluxo Turbulento: ocorre quando as partículas de um fluido não movem-se ao longo de trajetórias bem definidas, ou seja as partículas descrevem trajetórias irregulares, com movimento aleatório, produzindo uma transferência de quantidade de movimento entre regiões de massa líquida, formando redemoinhos. Este escoamento é comum na água, cuja a viscosidade e relativamente baixa.
O fluxo turbulento apresenta também as seguintes características importantes: irregularidades, difusividade, altos números de Reynolds, flutuações tridimensionais e dissipação de energia.
A natureza de um fluxo, isto é, se é laminar ou turbulento e sua posição relativa numa escala de turbulência é indicada pelo número de Reynolds (Re). O número de Reynolds é a relação entre as forças de inércia (Fi) e as forças viscosas (Fµ).

Para dutos circulares de diâmetro D:

Em geral é mais conveniente expressar o Reynolds em função do fluxo volumétrico:

E sabendo que a equação pode expressar-se também em função do fluxo mássico.

onde:
D: Diâmetro no interior do tubo (m) v: Velocidade do fluido (m/s) ρ: Densidade do fluido (kg/m3) µ: Viscosidade do fluido