Diferencie os seguintes tipos de escoamento:
  1. Internos e externos.
  2. Estacionário e transiente.
  3. Laminar, transição e turbulento.
  4. Compressível e incompressível.
  5. Viscoso e não-viscoso.

Passo 1

Beleza, o enunciado pede pra gente diferenciar cinco pares de tipos de escoamento na Mecânica dos Fluidos. Vamos usar conceitos básicos como Reynolds, Mach, variação temporal e atuação da viscosidade. Não precisa fórmula complexa, mas vou mostrar algumas equações simples (em LaTeX) só pra clarear a diferença.

Passo 2

Interno vs Externo
  • Escoamento interno acontece quando o fluido está “preso” dentro de um canal ou tubo. O contorno (parede) atua em toda volta do escoamento. Ex.: água num cano.
  • Escoamento externo rola quando o fluido passa por um objeto que sobressai, mas o fluido não é confinado. Ex.: vento em volta de um automóvel.
Por que faz diferença? No interno você se preocupa com perdas de carga ao longo do tubo; no externo, com arrasto sobre a superfície.

Passo 3

Estacionário vs Transiente
  • Estacionário (steady): as propriedades do fluido (velocidade, pressão, densidade) não mudam com o tempo em cada ponto do espaço. Matematicamente:
    .
  • Transiente (unsteady): as grandezas variam no tempo, ou seja
    .
Se ligar e desligar bomba, por exemplo, por um tempo o escoamento é transiente até atingir regime estacionário.

Passo 4

Laminar, Transição e Turbulento
A chave aqui é o número de Reynolds:

onde ρ=densidade, U=velocidade característica, L=comprimento típico e μ=viscosidade.
  • Re < 2300 → Laminar: camadas paralelas, sem mistura intensa.
  • 2300 < Re < 4000 → Transição: instabilidades crescem, começa a bagunçar.
  • Re > 4000 → Turbulento: redemoinhos, mistura completa, flutuações aleatórias.

Passo 5

Compressível vs Incompressível
  • Incompressível: a densidade ρ praticamente não muda, ou Δρ/ρ≪1. Geralmente válido se o número de Mach for < 0.3.
  • Compressível: ρ varia de forma significativa (Ma > 0.3), aparece ondas de choque e expansão.

Passo 6

Viscoso vs Não-Viscoso
  • Viscoso: fluido de verdade, tem atrito interno (viscosidade μ>0), gera tensão de cisalhamento e perdas de energia.
  • Não-Viscoso (ou invíscido): hipótese matemática com μ=0, não há tensão de cisalhamento; usado pra simplificar análise e entender fenômenos de grande escala.

Resposta

  1. Interno: fluido confinado em canal. Externo: fluido fluindo ao redor de um corpo livre.
  2. Estacionário: propriedades constantes no tempo ( ). Transiente: variam no tempo ( ).
  3. Laminar: Re<2300; Transição: 2300–4000; Turbulento: Re>4000.
  4. Incompressível: ρ≈const (Ma<0.3). Compressível: ρ varia (Ma>0.3).
  5. Viscoso: μ>0, há atrito interno. Não-viscoso: μ=0, sem atrito.

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