mecanica

FUNDAMENTOS
DE
TRANSFERÊNCIA DE CALOR
Convecção Forçada Externa
Prof. Alexandre Baldez

Introdução
O escoamento de um fluido ao longo de corpos sólidos ocorre frequentemente na prática e é responsável por numerosos fenômenos físicos, como a força de arrasto; a sustentação desenvolvida pelas asas de um avião; o deslocamento ascendente de partículas por ventos fortes; e o resfriamento. Os campos de escoamento e as geometrias para a maioria dos problemas de escoamento externo são demasiados complexos para serem resolvidos analiticamente e, portanto, temos que confiar nas correlações com base em dados experimentais. Introdução
A velocidade do fluido em relação a um corpo sólido imerso, suficientemente longe do corpo (fora da camada limite), é chamada de velocidade de escoamento livre e, geralmente, é considerada igual à velocidade a jusante (Vj), também chamada de velocidade de aproximação, que é a velocidade do fluido aproximando-se muito a frente do corpo.
No projeto e na análise, a velocidade a montante (Vm) é geralmente assumida por conveniência como uniforme e constante. Arrasto de Atrito e de Pressão
A força que o escoamento de um fluido exerce sobre um corpo, na direção do escoamento, é chamada de arrasto.
Um fluido se movimentando exerce forças normais de pressão (arrasto de pressão, também chamada de arrasto de forma por causa da sua forte dependência em relação à forma ou formato do corpo) e forças tangenciais de cisalhamento
(arrasto de atrito, devido à condição de não deslizamento causada pelos efeitos viscosos) na superfície de um corpo imerso e, como ambas as forças tem componentes na direção do escoamento, a força de arrasto é devida aos efeitos combinados dessas duas forças na superfície na direção do escoamento. Arrasto de Atrito e de Pressão
A força de arrasto FD depende da densidade (ρ) do fluido, da velocidade a jusante (Vj) e do tamanho, forma e orientação do corpo. As características de arrasto