Calcular número de Reynolds.
O número de Reynolds indica se o escoamento em uma tubulação, canal ou ao redor de um objeto é laminar, de transição ou turbulento, sendo o grupo adimensional mais importante no dimensionamento de tubulações, projeto de trocadores de calor e análise de perda de carga. Esta calculadora computa Re a partir da velocidade, comprimento característico, densidade e viscosidade dinâmica, classificando o regime de escoamento para que você possa selecionar a correlação correta de fator de atrito.
A fórmula é Re = ρ × v × D / μ, onde ρ é a densidade do fluido (kg/m³), v é a velocidade média (m/s), D é o diâmetro hidráulico (m) e μ é a viscosidade dinâmica (Pa·s). Uma forma alternativa usa a viscosidade cinemática ν: Re = v × D / ν. Para escoamento interno em tubulação, os limiares de classificação são: Re < 2.300 laminar, 2.300 ≤ Re ≤ 4.000 de transição, Re > 4.000 turbulento. A faixa de transição é sensível às condições de entrada, rugosidade da tubulação e vibração, portanto os projetistas geralmente tratam Re > 2.300 como turbulento para estimativas conservadoras de perda de carga. Para dutos não circulares, use o diâmetro hidráulico D_h = 4 × A / P, onde A é a área da seção transversal e P é o perímetro molhado. O número de Reynolds determina se a correlação de Hagen–Poiseuille (laminar), Colebrook–White ou Swamee–Jain (turbulento) se aplica para o fator de atrito na equação de Darcy–Weisbach.
Um engenheiro de sistemas hidráulicos dimensionando uma linha de sucção para óleo ISO VG 46 a 40 °C calcula Re = 1.400 a 1,5 m/s em um furo de 25 mm, confirma o regime laminar e aplica a fórmula de Hagen–Poiseuille para perda de carga em vez da correlação turbulenta.
Um engenheiro de processo conduzindo água de resfriamento a 3 m/s por tubos de 19 mm calcula Re = 57.000 (turbulento) e seleciona a correlação de Nusselt de Dittus–Boelter para o coeficiente de transferência de calor, válida apenas no regime turbulento.
Um projetista de tubulações encontra Re = 3.200 em uma linha de água gelada e sinaliza o projeto para revisão, pois o fator de atrito na faixa de transição é imprevisível; aumentar a velocidade ou o diâmetro desloca o resultado para fora da transição com segurança.
O escoamento laminar se move em camadas paralelas suaves (Re < 2.300). O escoamento turbulento apresenta vórtices caóticos e mistura (Re > 4.000). A maioria dos escoamentos industriais em tubulações é turbulenta devido às velocidades mais elevadas envolvidas.
O fator de atrito depende do regime de escoamento. No regime laminar, f = 64/Re. No turbulento, depende da rugosidade e de Re pela equação de Colebrook. Usar o regime errado pode produzir erros de 2–5× na perda de carga.
Para água a 20 °C, μ ≈ 0,001 Pa·s. Para óleos hidráulicos, a viscosidade é informada como ISO VG (cinemática a 40 °C) na ficha técnica. Multiplique pela densidade para obter a viscosidade dinâmica.
Sim, a mesma fórmula funciona para escoamento compressível até aproximadamente Mach 0,3. Acima disso, entram em jogo efeitos adicionais de compressibilidade e Re isolado já não é suficiente.