Ar a
e 1 atm escoa ao longo de uma placa plana a
. Calcular a distância do bordo de ataque onde ocorre a transição do regime de escoamento?
Passo 1
Beleza, o problema diz: “Ar a 25 °C e 1 atm escoa ao longo de uma placa plana a 30 m/s. Calcular a distância do bordo de ataque onde rola a transição de laminar pra turbulento.”
Conteúdo: é mecânica dos fluidos, mais especificamente camada‐limite e número de Reynolds.
O que vamos precisar:
Conteúdo: é mecânica dos fluidos, mais especificamente camada‐limite e número de Reynolds.
O que vamos precisar:
- Velocidade do ar (
m/s) - Viscosidade cinemática do ar a 25 °C (
) - Valor crítico de Reynolds pra transição em placa plana (
)
Passo 2
Primeiro a gente acha a viscosidade cinemática
.
– A viscosidade dinâmica do ar a 25 °C é cerca de Pa·s
– A densidade do ar a 25 °C e 1 atm é kg/m³
Então
– A viscosidade dinâmica do ar a 25 °C é cerca de
– A densidade do ar a 25 °C e 1 atm é
Então
Aqui
é o “quanto o fluido escorrega” – quanto maior
, mais fácil ele mistura e espalha gradientes de velocidade.
Passo 3
Agora a teoria do número de Reynolds local pra camada‐limite:
Sabemos que a transição geralmente acontece quando
Então a gente isola
:
Passo 4
Bora calcular:
Resposta
A transição laminar → turbulento ocorre cerca de 0,26 m (26 cm) do bordo de ataque da placa.