Classificação dos movimentos dos fluidos
Classificação dos Movimentos dos Fluidos Como já mostrado anteriormente, os diversos fluidos existentes podem sofrer movimentos (ou escoamentos) de formas bastantes variadas. A seguir veremos algumas possíveis classificações para estes escoamentos. * Escoamentos viscosos e não-viscosos Os escoamentos viscosos são aqueles nos quals não podemos desconsiderar as focas viscosas e o fluido é dito viscoso com um dado valor para Já os escoamentos considera que o fluid 4 id Swipe to r. t page situação hipotética, v o que que se faz então é qu considera-se as força s em que se Esta é uma possuem um 0. Iguns problemas, o que é equivalente ao fluido de que não gera as forças viscosas. Porem esta simplificação só deve ser feita se necessána, POIS induz uma imprecisão à análise. Trabalharemos aqui, alguns escoamentos viscosos, que reproduzem a maior parte dos fenômenos da mecânica dos fluidos. * Escoamentos compressível e incompressível Os escoamentos compressíveis são aquelas em que a densidade do fluido varia e estas variações não podem ser desprezadas. Ocorrem com freqüência para gases gases. Já os escoamentos incompress(veis são aqueles nos quais as variações da massa específica do fluido são desprezíveis.
Ocorrem com frequência para fluidos líquidos. Devido à característica de compressibilidade dos fluidos gasosos, seus escoamentos são geralmente compressíveis. Porém em casos onde o escoamento gasoso se dá sem a transferência de calor, e a velocidade do escoamento é bem menor que a velocidade do som naquele fluido, o escoamento gasoso pode assumir um caráter incompressível. Esta possibilidade é avaliada através do Número de Mach (M). Se M< 0,3. Onde, V – velocidade do escoamento gasoso; c – velocidade do som no referido fluido. Quando o a variação de densidade do fluido menor que 5%, podendo então se desprezada.
Ou seja, escoamentos gasosos com podem ser considerados incompressíveis. Obs. : considera-se que o número de MACH (M) é um fator comparativo com a velocidade do som no meio do fluido em estudo, ele também pode ser usado para dizer se o escoamento é subsônico (M<l) ou supersônico Quando a velocidade do escoamento for menor que a velocidade do som no fluido teremos (M<l) e um escoamento subsônico. Se a velocidade do escoamento for superior àquela do som no fluido teremos (M>l) e um escoamento supersônico. * Esc superior àquela do som no fluido teremos (M>l) e um escoamento supersônico.
Escoamentos Laminar e Turbulento Os escoamentos viscosos podem ser divididos também em laminar e turbulento. No regime laminar o escoamento é caracterizado pelo movimento suave do fluido, em laminas de camadas. Já no regime turbulento o escoamento é caracterizado por movimentos aleatórios, tridimensionais, caóticos. Neste caso a velocidade do escoamento varia com a posição do fluido e alcança valores bastante elevados. um expermento simples para avallar o escoamento é a introdução de um filete de corante ao escoamento. No caso laminar, o filete aparecerá como uma linha única, não ocorrendo dispersão do corante pelo fluxo.
No caso turbulento o filete se dispersará rapidamente por todo o campo de escoamento. A transição entre o escoamento laminar e o turbulento é feita através de um parâmetro chamado NÚMERO DE REYNOLDS, aplicável a escoamentos incompressíveis. Este parâmetro é admensional e é dado pela relação entre a densidade do fluxo C), a velocidade média do escoamento (V), o diâmetro do tubo (D) e a viscosidade absoluta do fluido C). Para ocaso de escoamentos incompressíveis em dutos, o escoamento será laminar sempre que . Caso se tenha o escoamento assume caráter turbulento. Em um mesmo d laminar sempre que .
Caso se tenha o escoamento assume caráter turbulento. Em um mesmo duto podem ocorrer as duas situações, caso existam mudanças bruscas de geometria. Os esquemas abaixo representam esta possibilidade: * Escoamentos Interno e Externo Escoamentos completamente envoltos por superffcies sólidas são chamados internos ou em dutos. Aqueles em torno de corpos imersos num fluido não contido são denominados externos. O escoamento interno de fluidos líquidos em dutos que não ficam completamente preenchidos em dutos que não ficam completamente preenchidos (onde há uma superfície livre) são e canal aberto.
Em qualquer dos casos o escoamento pode ser laminar ou turbulento, e no caso ded gases podem ser compresslVeis ou incompressíveis, subsônicos ou supersônicos. Os esquemas abaixo representam os escoamentos internos, externo e em canal aberto. Escoamento interno ou em dutos – ex. : tubulações pressurizadas de sistemas hidráulicos; Escoamento externo – ex. : ar escoando ao redor de objetos em voo, como bolas e aviões, escoamento de ar ao redor de um veículo em movimento, escoamento de um rio. Escoamento em canal aberto – ex. : rios canalizados, aquedutos, fossos de irrigação.