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Reynolds

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OSBORNE REYNOLDS   (1842 - 1912)


Osborne Reynolds nasceu em Belfast, Irlanda, em 23 de agosto de 1842, em uma clerical família Anglicana. Seu pai, assim como seu avô e bisavô, foi reitor da "Debach-with-Boulge", além de ter sido eleito como um dos alunos exemplares em matemática de Cambridge em 1837, ter sido membro da "Queen's College", principal estabelecimento do colegiado de Belfast, e diretor da "Dedham Grammar School".

Demonstrando grande interesse por mecânica, Reynolds aos 19 anos passou a trabalhar na oficina de Mr. Edward Hayes, um engenheiro mecânico e importante inventor. Durante essa fase, teve um aprendizado de modo a aprender a arte da mecânica, seguindo depois para Cambridge, tal como seu pai.

Em Cambridge, Reynolds foi um bem sucedido aluno em matemática, completando o programa dentro da lista dos alunos mais exemplares da escola. Foi eleito, no mesmo ano, membro do "Queen's College", tal como seu pai, e imediatamente após começou a trabalhar na firma de engenharia civil de John Lawson. 

No ano seguinte, um novo cargo de engenharia foi aberto no "Owens College", para o qual Reynolds, com determinação, apesar de sua pouca idade e falta de experiência, conseguiu ser contratado. Durante os 37 anos seguintes como professor, Reynolds pesquisou e contribuiu significativamente sobre uma grande variedade de assuntos a respeito de engenharia e física.

De 1868 a 1873 sua atenção se voltou para assuntos e problemas de eletricidade, magnetismo e eletromagnetismo envolvendo fenômenos solares e relativos a cometas. Nas duas décadas seguintes a 1873, sua atenção se voltou especialmente em direção à mecânica dos fluidos. Fez importantes melhoramentos em projetos de bombas centrífugas, inclusive patenteando em 1875, um modelo de bomba de múltiplos estágios.

Em um importante artigo, Reynolds investigou experimentalmente o caráter de líquidos fluindo através de tubos e canais, e demonstrou a existência de linhas de corrente e regimes turbulentos nos escoamentos. Mostrou também que existe uma velocidade crítica, que depende da viscosidade cinemática do fluido, do diâmetro do tubo e de um parâmetro físico constante, o número de Reynolds, a partir do qual ocorre a transição entre os dois tipos de escoamento possíveis (laminar e turbulento).

De modo semelhante pode-se calcular o número de Reynolds conhecendo-se a velocidade do escoamento, onde percebe-se que a transição do regime laminar para o turbulento ocorre comumente para o número de Reynolds entre 2000 e 3000. As tensões de Reynolds resultaram da análise dos escoamentos turbulentos, e representavam justamente as tensões resultantes das flutuações de velocidade e, conseqüentemente, da quantidade de movimento do fluido nesse tipo de escoamento. Essas tensões desempenharam importante papel para o desenvolvimento das teorias a respeito de escoamentos turbulentos.

Em 1886 Reynolds publicou "On the Theory of Lubrification", que logo se tornou um artigo clássico na área de lubrificação por filmes de fluidos, e contribuiu para o desenvolvimento de novos mancais capazes de suportar grandes carregamentos e grandes velocidades, o que era considerado, até então, impossível.

A analogia de Reynolds, que assume que a taxa de calor transferida entre um fluido e suas fronteiras (paredes, aletas, etc.) é proporcional à difusão interna do fluido nas fronteiras e próximo às mesmas, foi publicada como um artigo em 1874.

Outros trabalhos, baseados em experimentos complementares tiveram influência sobre a teoria do equivalente mecânico do calor. Mais especificamente, Reynolds achou o calor específico médio da água, em termos de trabalho, entre o ponto de fusão e de vaporização da água. Esse resultado tomou lugar entre as clássicas constantes físicas da ciência.

Reynolds também trabalhou sobre a ação de ondas e correntes para determinação do caráter de estuários, usando modelos durante as pesquisas. Também contribuiu para o desenvolvimento de turbinas e bombas, para a teoria da transpiração, realizou estudos sobre radiometria, refração do som e cavitação (formação de um vácuo parcial em um líquido, durante sua circulação).

Em 1885 Reynolds deu o nome de dilatância a uma peculiar propriedade de massas granulares aglomeradas, de acordo com a qual a massa granular pode variar o volume de seus interstícios quando sua forma é alterada. Como modelo, utilizou uma bolsa fina de borracha cheia de pequenos grãos de chumbo. Acreditava com isso ter visto um possível modelo para os corpos, o que explicaria a coesão, a luz e a gravidade. Essas especulações formaram a base de sua publicação de 1902 "On an Inversion of Ideas to the Structure of the Universe" que imediatamente após apresentou-se de forma matemática em "The Submechanics of the Universe". Nessas obras, Reynolds argumentou que, contrariamente à visão dos cinematicistas, o universo é quase todo preenchido por grãos rígidos, teoria que na época foi elogiada por alguns cientistas.

Durante sua dedicada carreira profissional, Reynolds sempre trabalhou com propósito de que "o progresso da mecânica aparentemente não tem fim. Tanto no passado como no futuro, cada passo dado em qualquer direção sempre irá remover limites e transpor barreiras, permitindo que novamente se possa caminhar em outras direções. Assim, o que antes parecia ser uma barreira passará a ser uma nova direção".

Reynolds foi um membro ativo e dedicado da "Manchester Literary and Philosophical Society", na qual ele serviu como secretário por muitos anos e foi presidente entre 1888 e 1889. Após a morte de Joule, escreveu uma excelente biografia deste, publicada em 1892. Em 1877 Reynolds foi eleito membro da "Royal Society". Em 1888 recebeu uma medalha real.

Por causa de sua saúde fraca Reynolds se afastou do trabalho ativo em 1905, passando os anos seguintes em Somerset a medida em que ia perdendo sua integridade física e mental, vindo a falecer na Inglaterra em 21 de fevereiro de 1912.

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