Diferencie escoamento laminar de turbulento. Quais propriedades impactam esses escoamentos?
Passo 1
O enunciado pede para diferenciar escoamento laminar e escoamento turbulento e identificar quais propriedades do fluido e do escoamento influenciam essa classificação. O conteúdo da matéria é mecânica dos fluidos, em especial o conceito de número de Reynolds e os regimes de escoamento.
Passo 2
Escoamento laminar é caracterizado por trajetórias de partículas fluindo em camadas paralelas sem misturar-se umas com as outras. Em escoamento laminar, as perturbações se dissipam pela viscosidade do fluido, mantendo o movimento ordenado.
Passo 3
Escoamento turbulento apresenta movimentos caóticos e aleatórios, com redemoinhos de várias escalas que promovem intensa mistura e transporte de momento e massa. Nesse regime, as perturbações crescem em vez de se amortecer, dominando o comportamento do fluido.
Passo 4
A principal propriedade que determina o regime de escoamento é o número de Reynolds, definido por
onde
é a densidade do fluido,
a velocidade média,
um comprimento característico (como diâmetro de tubo) e
a viscosidade dinâmica. Para escoamento em dutos cilíndricos, costuma-se ter:
Além de
,
,
e
, influenciam também a rugosidade da parede do conduto e as condições de contorno (por exemplo, entrada de fluxo e perturbações iniciais).
Resposta
Escoamento laminar: camadas de fluido deslizam paralelas, sem mistura, predominando efeitos viscosos; ocorre para
baixo.
Escoamento turbulento: movimento desordenado com vórtices e forte mistura, predominando inércia; ocorre para alto.
Propriedades que impactam: densidade , viscosidade dinâmica
, velocidade média
, comprimento característico
(e a rugosidade das paredes).
Escoamento turbulento: movimento desordenado com vórtices e forte mistura, predominando inércia; ocorre para
Propriedades que impactam: densidade