Regime de escoamento

Páginas: 5 (1056 palavras) Publicado: 20 de março de 2013
Regime de escoamento diz respeito, em mecânica dos fluidos, a como os fluidos se comportam em relação a diversas variáveis.

Um fluxo de fluido pode se comportar quanto à direção da trajetória das partículas que o compõe em relação a dependência do estado de organização do escoamento em:

Escoamento Laminar e Escoamento Turbulento
A experiência de Reynolds (1883) demonstrou a existência dedois tipos de escoamentos, o escoamento laminar e o escoamento turbulento. O experimento teve como objetivo a visualização do padrão de escoamento de água através de um tubo de vidro, com o auxílio de um fluido colorido (corante).

Seja um reservatório com água como ilustrado na Fig.. Um tubo de vidro, em cuja extremidade é adaptado um convergente, é mantido dentro doreservatório e ligado a um sistema externo que contém uma válvula que tem a função de regular a vazão. No eixo do tubo de vidro é injetado um líquido corante que possibilitará a visualização do padrão de escoamento.

Para garantir o estabelecimento do regime permanente, o reservatório contendo água deve ter dimensões adequadas para que a quantidade de água retirada durante o experimento nãoafete significativamente o nível do mesmo, e ao abrir ou fechar a válvula (7), as observações devem ser realizadas após um intervalo de tempo suficientemente grande. O ambiente também deve ter sua temperatura e pressões controladas.

Para pequenas vazões o líquido corante forma um filete contínuo paralelo ao eixo do tubo (6). Vazões crescentes induzem oscilações que são amplificadas à medidaque o aumento vai ocorrendo, culminando no completo desaparecimento do filete, ou seja, uma mistura completa no interior do tubo de vidro (6) do líquido corante, indicando uma diluição total. É possível concluir que ocorrem dois tipos distintos de escoamentos separados por uma transição.

No primeiro caso, no qual é observável o filete colorido conclui-se que as partículas viajam sem agitaçõestransversais, mantendo-se em lâminas concêntricas entre as quais não há troca macroscópica de partículas.

No segundo caso, as partículas apresentam velocidades transversais importantes, já que o filete desaparece pela diluição de suas partículas no volume de água.

Aspecto do escoamento no tubo de vidro

As principais características dos escoamentos são:
a) escoamento laminar: édefinido como aquele no qual o fluido se move em camadas, ou lâminas, uma camada escorregando sobre a adjacente havendo somente troca de quantidade de movimento molecular. Qualquer tendência para instabilidade e turbulência é amortecida por forças viscosas de cisalhamento que dificultam o movimento relativo entre as camadas adjacentes do fluido.
b) Escoamento turbulento é aquele no qual as partículasapresentam movimento caótico macroscópico, isto é, a velocidade apresenta componentes transversais ao movimento geral do conjunto ao fluido. O escoamento turbulento apresenta também as seguintes características importantes: Irregularidade, Difusividade, Altos números de Reynolds,Flutuações tridimensionais (vorticidade) e Dissipação de energia. Contudo, o escoamento turbulento obedece aosmecanismos da mecânica dos meios contínuos e o fenômeno da turbulência não é uma característica dos fluidos mas do escoamento.

A natureza de um escoamento, isto é, se laminar ou turbulento e sua posição relativa numa escala de turbulência é indicada pelo número de Reynolds (Re). O número de Reynolds é a relação entre as forças de inércia (Fi) e as forças viscosas (Fμ). A viscosidade turbulentadepende apenas das condições do escoamento.

Um fluxo de fluido pode se comportar quanto à sua variação no tempo em:
Escoamento permanente, ou estacionário, no qual a velocidade e a pressão num determinado ponto, não variam com o tempo. A velocidade e a pressão podem variar de um ponto para outro do fluxo, mas se mantêm constantes em cada ponto imóvel do espaço, em qualquer momento do tempo,...
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