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Calculadora do Número de Reynolds
Cálculo do número de Reynolds a partir da velocidade ou da vazão. Indicador visual de regime laminar/transição/turbulento. Cálculo do comprimento de entrada e configurações predefinidas para fluidos comuns.
Resultados
Número de Reynolds
O número de Reynolds é a razão entre as forças inerciais e as forças viscosas em um fluido em movimento:
- v — velocidade do fluxo (m/s)
- D — diâmetro interno do tubo (m)
- ν — viscosidade cinemática (m²/s); 1 cSt = 10⁻⁶ m²/s
- ρ — densidade do fluido (kg/m³)
- μ — viscosidade dinâmica (Pa·s)
Limiares do regime de fluxo
| Intervalo de Reynolds | Regime | Características |
|---|---|---|
| Re < 2.300 | Laminar | Camadas lisas e ordenadas; fator de atrito f = 64/Re; previsível |
| 2.300 – 4.000 | Transição | Instabilidade; turbulência intermitente; evite projetar nesta área. |
| Re > 4.000 | Turbulento | Caótico; maior atrito; use Colebrook-White para f |
Comprimento de entrada hidrodinâmico
A distância desde a entrada do tubo até que o perfil de velocidade esteja totalmente desenvolvido:
Viscosidades comuns de fluidos
| Fluido | Temperatura | ν (cSt) | ρ (kg/m³) |
|---|---|---|---|
| Água | 20 °C | 1.004 | 998 |
| Água | 40 °C | 0.658 | 992 |
| Água | 80 °C | 0.365 | 972 |
| Óleo hidráulico ISO VG 32 | 40 °C | 32 | 870 |
| Óleo hidráulico ISO VG 46 | 40 °C | 46 | 870 |
| Óleo hidráulico ISO VG 68 | 40 °C | 68 | 880 |
| Ar | 20 °C, 1 atm | 15.6 | 1.204 |
| Óleo de motor SAE 30 | 40 °C | 100 | 880 |
Exemplo prático
Dado: v = 2 m/s, D = 25 mm, Óleo ISO VG 32 a 40°C (ν = 32 cSt)
Re = 2 × 0,025 / (32 × 10⁻⁶) = 1,563
Regime: Laminar (Re < 2300)
Comprimento da entrada: Le = 0,06 × 1563 × 0,025 = 2,34 m
Velocidade crítica para Re = 2300: v_crit = 2300 × 32 × 10⁻⁶ / 0,025 = 2,94 m/s
💡 Dica: Em sistemas hidráulicos com óleo (ν = 30–100 cSt), o fluxo é quase sempre laminar devido à alta viscosidade. Sistemas com água tipicamente apresentam fluxo turbulento porque ν ≈ 1 cSt.
O número de Reynolds Re = vD/ν é um número adimensional que compara as forças de inércia com as forças viscosas num fluido em escoamento. Permite prever se o escoamento será laminar (suave) ou turbulento (caótico).
Recebeu o nome de Osborne Reynolds, que demonstrou a transição na sua célebre experiência de 1883 utilizando corante num tubo de vidro.
Para o escoamento em tubagens, os limiares críticos são:
- Re < 2300: Laminar — o fluido move-se em camadas paralelas suaves
- 2300 – 4000: Transição — o escoamento é instável, podendo alternar entre laminar e turbulento
- Re > 4000: Turbulento — mistura caótica, turbilhões, maior perda de energia
Estes limiares aplicam-se a tubagens circulares. Para canais abertos e outras geometrias, aplicam-se valores críticos diferentes.
Viscosidade cinemática ν = μ/ρ, onde μ é a viscosidade dinâmica e ρ é a massa volúmica.
Unidades: m²/s ou cSt (centistokes). 1 cSt = 10⁻⁶ m²/s.
Valores comuns: água a 20°C ≈ 1 cSt; óleo hidráulico VG 32 a 40°C ≈ 32 cSt; ar a 20°C ≈ 15.6 cSt (muito superior à água devido à baixa massa volúmica, apesar da baixa viscosidade dinâmica).
Quando um fluido entra numa tubagem, o perfil de velocidades é inicialmente plano (uniforme). À medida que os efeitos viscosos se propagam a partir da parede, o perfil desenvolve-se gradualmente até atingir a forma totalmente desenvolvida (parabólica no regime laminar).
O comprimento de entrada é a distância necessária:
- Laminar: Le ≈ 0.06 × Re × D (pode ser muito longo para Re elevado)
- Turbulento: Le ≈ 4.4 × Re1/6 × D (relativamente curto, 10–60 diâmetros)
A temperatura afeta fortemente a viscosidade, especialmente nos óleos. A viscosidade do óleo hidráulico cai aproximadamente 50% por cada aumento de 20°C.
Exemplo: O óleo ISO VG 46 tem ~46 cSt a 40°C, mas ~200 cSt a 0°C e ~15 cSt a 80°C. Isto altera drasticamente o número de Reynolds — as condições de arranque a frio podem apresentar regimes de escoamento muito diferentes dos verificados à temperatura normal de serviço.
A viscosidade da água varia de forma menos acentuada: ~1.8 cSt a 0°C, ~1 cSt a 20°C, ~0.3 cSt a 80°C.
Os procedimentos descritos nesta página foram desenvolvidos e testados em campo pela equipa da Vibromera com o Balanset-1A, um equilibrador de dois canais e analisador de vibrações portátil para equilibragem de rotores no local.
Instrumentos e software profissionais para balanceamento de campo. Utilizados em mais de 50 países.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko é engenheiro de análise de vibrações e fundador e diretor executivo da Vibromera. Há mais de 15 anos que equilibra equipamentos rotativos no terreno e não numa bancada de ensaio: destroçadores, ventiladores industriais, britadeiras, centrifugadoras, veios e fusos. Foi desse trabalho que nasceram os instrumentos Balanset — foram concebidos como uma ferramenta que o técnico pode levar até à máquina e utilizar sozinho, no local, e não como equipamento de laboratório. A Vibromera foi fundada em 2017 e, desde 2023, está sediada no Porto, em Portugal. É aqui que decorrem o desenvolvimento, a montagem e o apoio à linha Balanset. O instrumento de referência é o Balanset-1A, um analisador portátil para equilibragem em um e dois planos e para diagnóstico de vibrações. Nikolai participa pessoalmente no apoio ao cliente, na resolução de casos de equilibragem difíceis e no desenvolvimento do software. Trabalha com clientes em todo o mundo, em qualquer idioma.
