Número de Reynolds

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Sendo:

- [pic 8] - massa específica do fluido;

- [pic 9] - velocidade média do fluido;

- [pic 10] - longitude característica do fluxo, o diâmetro para o fluxo no tubo;

- [pic 11] - viscosidade dinâmica do fluido.

- Aplicações do número de Reynolds

- Asas do avião

O fluxo laminar definido como natural, em engenharia aeronáutica, é o fluxo de ar ao longo de uma porção de uma asa de uma aeronave tal que a pressão diminui na direção do fluxo e o fluxo na camada limite é laminar em vez de turbulento. Neste fluxo o arrasto sobre a aeronave é bastante reduzido. O que se passa com as asas do avião é que a sua periferia é feita de tal forma que o ar que passa por cima da asa tem que percorrer um maior percurso em relação ao ar que passa por baixo da asa. Ou seja, o ar sobre a asa move-se a uma velocidade maior. Logo, a pressão acima da asa torna-se menor que abaixo da asa e a uma determinada velocidade, a diferença de pressão é suficiente grande para fazer o avião levantar voo.

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Figura 2: Esquema do número de Reynolds atuando na asa de um avião

- Fumaça de um cigarro

Se olharmos para a fumaça que sai de um cigarro, observa-se que o fumo sobe inicialmente em linha reta (o fluxo é laminar). Porém, quando atinge certa altura passa a ter um movimento irregular (fluxo turbulento), porque superou a velocidade crítica.

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Figura 3: Fumaça saindo do cigarro

- Carro em movimento

Quando o carro se movimenta tem que passar por uma “parede” de ar que está na sua frente. Durante essa passagem o fluxo de ar passa pelo automóvel com a mesma velocidade deste, criando, devido aos efeitos viscosos, a camada limite. O escoamento nessa camada é laminar até o chamado ponto de transição, a partir daí o escoamento passa a ser turbulento. Esse ponto é caracterizado pelo aumento repentino da espessura da camada limite. Quanto maior for prolongado o espaço percorrido pelo escoamento laminar, e a rugosidade da superfície, que quanto maior for mais rápido se dá a transição do escoamento laminar para turbulento, exceto alguns objetos como a bola de golfe, em que a rugosidade ajuda no escoamento.

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Figura 4: Carro atravessando uma parede de ar

- Nadador em uma piscina

À medida que um nadador avança para frente, seu corpo abre um "buraco" para sua passagem, quebrando os fluxos laminares, fazendo as moléculas repicando em várias direções e carregando algumas em decorrência da fricção da água com o corpo. A turbulência continua até que o corpo do nadador tenha ultrapassado determinada seção de água. Depois disso, a água voltará a ocupar o espaço deixado atrás do nadador e o fluxo laminar será restabelecido. No deslocamento do nadador, as áreas turbulentas à frente e nas laterais do corpo exercerão uma pressão maior do que a área atrás do corpo, onde o buraco ainda não foi preenchido. Esse diferencial de pressão irá reduzir a velocidade de progressão do nadador, porque enquanto a água não preencher completamente o espaço deixado pela passagem do corpo, haverá uma área semelhante a um vácuo parcial, diminuindo muito a pressão nesta área. O termo dado a este local, onde poucas moléculas estão turbilhonando freneticamente é corrente de turbulência.

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Figura 5: Nadador em uma piscina