Use o número de Reynolds para o fluxo de tubo para descobrir se é fluxo Laminar ou fluxo turbulento
introdução
para aplicações de fluxo de tubo, é frequentemente importante ser capaz de determinar se uma dada condição de fluxo é fluxo laminar ou fluxo turbulento. Diferentes equações ou métodos de análise frequentemente se aplicam ao fluxo laminar e condições de fluxo turbulento.
os conceitos de fluxo turbulento e laminar são mostrados no diagrama na secção seguinte., O fluxo Laminar (também chamado fluxo de fluxo contínuo ou fluxo viscoso) ocorre para baixo número de Reynolds, com velocidade de fluxo relativamente lenta e alta viscosidade é caracterizada por todos os vetores de velocidade de fluido alinhados na direção do fluxo. Fluxo turbulento, por outro lado ocorre em alto número de Reynolds, com velocidade de fluxo relativamente alta e baixa viscosidade. Possui vetores de velocidade de ponto em todas as direções, embora o fluxo total esteja em uma direção, ao longo do eixo do tubo.
transporte prático de água ou ar em um tubo ou outro conduíte fechado é tipicamente fluxo turbulento., Do mesmo modo, o fluxo de tubos de outros gases ou líquidos com viscosidade semelhante à da água será normalmente transportado em condutas em condições de fluxo turbulento. Fluxo Laminar muitas vezes estará presente com líquidos de alta viscosidade, tais como óleos lubrificantes.
o número de Reynolds
o critério típico para se o fluxo do tubo é laminar ou turbulento é o valor do número de Reynolds., O número de Reynolds para fluxo de tubo é definido como Re = DVp / μ, onde D é o diâmetro do tubo, V é a velocidade média do fluxo no tubo, ρ é a densidade do fluido fluindo e μ é a viscosidade dinâmica do fluido fluindo. Re é um número adimensional. Qualquer conjunto consistente de unidades pode ser usado para D, V, ρ e μ, e resultará em número de Reynolds ser adimensional. Os critérios geralmente aceites para fluxo laminar e fluxo turbulento em termos de Re são os seguintes:
para Re < 2100, é fluxo laminar.,
para Re> 4000, é um fluxo turbulento.
para 2100 <Re< 4000, o fluxo está na região de transição.
para o fluxo na região de transição, o fluxo pode ser laminar ou turbulento, dependendo da natureza da entrada para o tubo e da rugosidade da parede do tubo.Conduítes não circulares-raio hidráulico
cálculos de exemplo
considerar o fluxo do tubo de 1,2 CPS de água a 50 ° C através de um tubo de 4″ diâmetro. Qual é o número de Reynolds para este fluxo?, É fluxo laminar ou fluxo turbulento?solução
: são necessários valores para a densidade e viscosidade da água a 50 ° C. Tais valores estão disponíveis em manuais de mecânica de fluidos ou termodinâmica, manuais e na internet.
os valores necessários para este problema São: ρ = 1,94 lesmas / ft3 e μ = 2,73 x 10-5 lb-sec / ft2.
A velocidade de fluxo, V, pode ser calculada a partir de V = Q/A = Q/(nD2/4) = 1.2/ = 1.34 m/seg.
Substituindo valores para Re = DVp/μ dá Novamente = (1/3)(1.34)(1.94)/2.73 x 10-5, ou Re = 3.17 x 104.,
Este valor do número de Reynolds é superior a 4000, por isso este é um fluxo turbulento.
esta publicação faz parte da série: Os cálculos do caudal do tubo
os cálculos do caudal do tubo incluem a utilização do número de Reynolds para determinar se o fluxo é laminar ou turbulento. A perda de cabeça friccional pode ser encontrada usando a equação de Darcy Weisbach e o Fator de atrito. O comprimento de entrada para o fluxo totalmente desenvolvido pode ser encontrado para o fluxo turbulento e para o fluxo laminar.,
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