cap 5 camada limite

26/07/2012

Conceito de camada limite

EFEITOS VISCOSOS EM
ESCOAMENTOS INTERNOS E
EXTERNOS

• Introduzido por Ludwig Prandtl, em 1904
• Este conceito introduziu a moderna mecânica dos fluidos.

Prandtl

(1875-1953)

Camada limite
É a região muito próxima à superfície, onde forma-se o perfil de velocidades.
Existe em escoamentos internos e externos.
Influencia os processos de transferência de calor e de massa.

FORMAÇÃO DA CAMADA LIMITE EM ESCOAMENTO INTERNO

FORMAÇÃO DA CAMADA LIMITE EM
ESCOAMENTO EXTERNO

Num escoamento externo, a camada limite aumenta sua espessura com o progresso do escoamento. O escoamento nunca fica completamente desenvolvido.

Num escoamento interno, a camada limite aumenta sua espessura até atingir o centro do duto. Neste ponto, diz-se que o escoamento está completamente desenvolvido e o perfil de velocidades está formado.

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Espessura da camada limite 

Escoamento sobre placa plana – efeitos viscosos predominantes

•

A espessura da camada limite não é constante.
Ela vai aumentando com o progresso do escoamento. •
Define-se a espessura da camada limite como o valor de y para o qual u = 0,99 U
( na transição entre a camada limite e o escoamento principal, a velocidade é 99% do valor da velocidade da corrente livre).

Escoamento sobre placa plana – efeitos viscosos moderados

Escoamento sobre placa plana – efeitos de inércia importantes

Escoamento laminar e turbulento na camada limite

Camada limite turbulenta

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Subcamada liminar

Transição em placa plana
• Reynolds crítico = 500.000
• Reynolds pode ser local  Rex
A dimensão característica é o x (distância a partir do início da placa)
• Reynolds pode ser baseado no comprimento total da placa  ReL
A dimensão característica é o L (comprimento total da placa)

• Camadas limites turbulentas são mais delgadas (se comparadas a camadas limites laminares) e aderem melhor ao contorno do corpo em escoamento.

Descolamento da Camada Limite em escoamento externo