Números de Reynolds (Português)
O fluxo de fluido em um tubo encontra resistência ao atrito devido à rugosidade interna (e) da parede do tubo, que pode criar redemoinhos locais correntes dentro do fluido. O cálculo do Número de Reynolds ajuda a determinar se o fluxo no tubo é Fluxo Laminar ou Fluxo Turbulento.
Tubos que têm uma parede lisa como vidro, cobre, latão e polietileno causam menos resistência ao atrito e, portanto, produzem um menor atrito perda do que os tubos com uma rugosidade interna maior, como concreto, ferro fundido e aço.
O perfil de velocidade do fluxo de fluido em um tubo mostra que o fluido no centro do fluxo se move mais rapidamente do que o fluxo de fluido em direção à borda do riacho. Portanto, ocorre atrito entre as camadas dentro do fluido.
Fluidos com alta viscosidade fluem mais lentamente e geralmente não produzem correntes parasitas, portanto, a rugosidade interna do tubo tem pouco ou nenhum efeito na resistência ao atrito ao fluxo no tubo. Esta condição é conhecida como fluxo laminar.
Cálculo do número de Reynolds
O número de Reynolds (Re) de um fluido em fluxo é calculado multiplicando a velocidade do fluido pelo diâmetro interno do tubo (para obter a força de inércia de o fluido) e depois dividindo o resultado pela viscosidade cinemática (força viscosa por unidade de comprimento).
Viscosidade cinemática = viscosidade dinâmica / densidade do fluido
Número de Reynolds = (Velocidade do fluido x diâmetro interno do tubo) / viscosidade cinemática
Fluxo laminar em um tubo
O fluxo laminar ocorre quando o número de Reynolds calculado é menor que 2300 e, neste caso, a resistência ao fluxo é independente da rugosidade da parede do tubo.
Fluxo turbulento em um tubo
O fluxo turbulento ocorre quando o cálculo do número de Reynolds excede 4000.
Quando correntes parasitas ocorrem dentro do fluxo, a relação entre a rugosidade interna do tubo e a interna diâmetro do tubo precisa ser considerado para calcular o fator de atrito, que por sua vez é usado para calcular tarde a perda de fricção que ocorre.
Para tubos de pequeno diâmetro, a rugosidade interna pode ter uma grande influência no fator de atrito. Para tubos de grande diâmetro, o efeito geral das correntes parasitas é menos significativo.
Você pode usar este link para visualizar informações sobre a rugosidade interna de vários materiais de tubos.
A rugosidade relativa do tubo e o número de Reynolds podem ser usados para traçar o gráfico do fator de fricção.
Quando o fluxo ocorre entre as condições de fluxo laminar e turbulento (Re 2300 a Re 4000), a condição de fluxo é conhecida como crítica e difícil de prever . Aqui, o fluxo não é totalmente laminar nem totalmente turbulento. É uma combinação das duas condições de fluxo.
A equação de Colebrook-White é usada para calcular o fator de atrito para o fluxo turbulento.
O fator de atrito é então usado no Darcy- Fórmula de Weisbach para calcular a perda por atrito de fluido em uma tubulação.