Pesquisa sobre tipos de regime de escoamento

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Referência: Pesquisa sobre Tipos de Regime de Escoamento

O estudo do regime de escoamento de fluidos analisa o comportamento destes em relação a diversas variáveis, como apresentado no quadro abaixo.

Quadro 01: Classificação de escoamentos frente a diversas variáveis.

Abordarei agora, sucintamente, cada variável supracitada.

Quanto à Direção da trajetória dependente do estado deorganização do escoamento.
1. ESCOAMENTO LAMINAR. Neste tipo as partículas do fluido percorrem trajetórias paralelas. O escoamento laminar é também conhecido como lamelar ou tranquilo.

Gráfico 01: Tempo x velocidade para um escoamento laminar
2. ESCOAMENTO TURBULENTO. As trajetórias são curvilíneas e irregulares. Elas se entrecruzam, formando uma série de minúsculos remoinhos. O escoamentoturbulento é também conhecido como “turbilhonário” ou “hidráulico”. Na prática, o escoamento dos fluidos quase sempre é turbulento. È o regime encontrado nas obras e instalações de engenharia, tais como adutoras, vertedores de barragens, fontes ornamentais etc.

Gráfico 02: Tempo x Velocidade para um escoamento turbulento
Quanto à variação no tempo
1. ESCOAMENTO PERMANENTE. Neste tipo, avelocidade e a pressão em determinado ponto, não variam com o tempo. A velocidade e a pressão podem variar do ponto 1 para o ponto 2, mas são constantes em cada ponto imóvel do espaço, a qualquer tempo. O escoamento permanente é também chamado de “estacionário” e diz que a corrente fluida é “estável”. Nele a pressão e a velocidade em um ponto A (x,y,z) são funções das coordenadas desse ponto (nãodependem do tempo).
2. ESCOAMENTO NÃO-PERMANENTE. Neste caso, a velocidade e a pressão, em determinado ponto, variam com o tempo. Variam também de um ponto a outro. Este tipo é também chamado de “variável” (ou transitório), e diz-se que corrente é “instável”. A pressão e a velocidade em um ponto A (x,y,z) dependem tanto das coordenadas como também do tempo t.
∂/∂t≠0
Ex. O escoamentonão-permanente ocorre quando se esvazia um recipiente através de um orifício, a medida que a superfície livre vai baixando, a pressão e a velocidade diminuem.

Figura 01: Ilustração de escoamentos em função do tempo.
Dependência com o tempo
Permanente ∂/∂t=0 Não Permanente ∂/∂t≠0

Quanto à dimensão
1. O ESCOAMENTO UNIDIMENSIONAL de um fluido incompressível ocorre quando a direção e aintensidade da velocidade é a mesma para todos os pontos.
2. O ESCOAMENTO BIDIMENSIONAL ocorre quando as partículas do fluído se movem em planos ou em planos paralelos e, suas trajetórias são idênticas em cada plano. As grandezas do escoamento variam em 2 dimensões.

Quanto à variação na trajetória
1. ESCOAMENTO UNIFORME. Neste tipo, todos os pontos da mesma trajetória têm a mesmavelocidade. É um caso particular do escoamento permanente: a velocidade pode variar de uma trajetória para outra, mas, na mesma trajetória, todos os pontos têm a mesma velocidade, ou seja, de um ponto a outro da mesma trajetória, a velocidade não varia (o módulo, a direção e o sentido são constantes). Ex. Este tipo ocorre em tubulações longas, de diâmetro constante. No escoamento uniforme, a seçãotransversal da corrente é invariável.
2. ESCOAMENTO VARIADO. Neste caso, os diversos pontos da mesma trajetória não apresentam velocidade constante no intervalo de tempo considerado. O escoamento variado ocorre, por exemplo: nas correntes convergentes, originárias de orifícios e também nas correntes de seção.

Quanto à viscosidade
1. ESCOAMENTO ROTACIONAL, no qual partícula está sujeita à umavelocidade angular, em relação ao seu centro de massa. Um exemplo deste escoamento é característico no fenômeno do equilíbrio relativo em um recipiente cilíndrico aberto, que contenha um líquido e que gira em torno de seu eixo vertical. Em virtude da viscosidade, o escoamento de fluidos reais sempre se comporta como um escoamento rotacional.
2. ESCOAMENTO IRROTACIONAL, que é uma aproximação na...
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