Imprefeiçoes em Sólidos

Caracterização dos escoamentos

Caracterização dos escoamentos
Escoamentos podem ser caracterizados segundo uma série de parâmetros:
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Pressão reinante no conduto

a) Forçado → pressão não é a pressão atmosférica;
→ conduto é totalmente fechado;
→ fluido ocupa toda a seção transversal do conduto, escoando sob pressão.
Exemplo: tubulações de recalque e sucção de bombas, tubulações de redes de abastecimento de água, tubulações de ar comprimido em indústrias, gases em hospitais, combustíveis em indústrias, etc.
b) Livre

→ conduto pode ser aberto ou fechado;
→ apresenta uma superfície livre onde reina a patm.

Exemplo: canais fluviais, interceptores de esgoto, etc.

rios

naturais,

canaletas,

calhas,

drenos,

Figura 1 – Escoamentos livres e forçados (dc219.4shared.com/)

2

Trajetória das partículas

a) Laminar → a estrutura do escoamento é caracterizada pelo suave movimento do fluido em camadas ou lâminas que não se misturam.
b) Turbulento → a estrutura do escoamento caracteriza-se pelo movimento caótico das partículas que se superpõe ao movimento médio. Existem partículas em sentido contrário ao escoamento, partículas em sentido transversal ao escoamento, partículas mais lentas, mais rápidas.
Definição: experimento de Reynolds
1

Caracterização dos escoamentos

Figura 2 - Experiência de Osborn Reynolds (1842-1912) (www.ebah.com.br)

Número de Reynolds (Re) → adimensional

=

=

é a massa específica (kg/m³), U é a velocidade média do escoamento (m/s),
Dh é a dimensão geométrica característica (m), é a viscosidade dinâmica
(kg/m⋅s) e é a viscosidade cinemática (m²/s).
Tabela 1 – Número de Reynolds

Condutos

Livres
Forçados
Dh
Rh – raio hidráulico
D – diâmetro
Laminar
4000
Exemplo: a fumaça de um cigarro ou de uma vela apresenta um escoamento variando de laminar a turbulento de forma visível.

(a)

(b)

Figura 3 – Fumaça de um cigarro (a) e de uma vela (b)