( \mathbf{2 , 0} pontos) Marque a alternativa incorreta
(a) Uma das três condições exigidas para a similaridade de problemas envolvendo escoamento de fluidos trata-se da semelhança cinemática que por sua vez é independente da semelhança geométrica.
(b) Para determinado tipo de geometria, as soluções dos problemas com os mesmos números de Re e Nu são semelhantes.
(c) Dois fenômenos físicos são semelhantes se têm as mesmas formas adimensionais das equações diferenciais governantes e das condições de contorno.
(d) A determinação do coeficiente de transferência de calor por convecção para escoamento ao longo de determinada superfície exige soluções numéricas ou investigações experimentais para vários fluidos, com vários conjuntos de velocidades, comprimentos da superfície, temperaturas da parede e temperaturas do escoamento livre. As mesmas informações podem ser obtidas com muito menos investigações pelo agrupamento dos dados nos números adimensionais Re e Pr.
(e) Os dados experimentais para transferência de calor são, muitas vezes, representados com razoável precisão por meio da simples relação de potência na forma N u=C R e^{m} \operatorname{Pr}^{n}, onde C, m e n são constantes.

Passo 1

O enunciado pede para identificar a alternativa incorreta sobre os requisitos de similaridade em escoamentos e transferência de calor por convecção. O conteúdo envolvido é a análise dimensional e os três tipos de similaridade: geométrica, cinemática e dinâmica, além do uso dos números adimensionais \mathrm{Re}, \mathrm{Nu} e \mathrm{Pr}.

Passo 2

Para ter similaridade completa entre protótipo e modelo precisamos de:
  1. Similaridade geométrica – mesma forma e proporções.
  2. Similaridade cinemática – campos de velocidade geometricamente semelhantes (mesmo padrão de linhas de corrente).
  3. Similaridade dinâmica – razões das forças (inércia, viscosas, pressão, gravidade etc.) mantidas, o que se traduz em igualdade dos números adimensionais relevantes (por exemplo \mathrm{Re}, \mathrm{Fr}, \mathrm{Pr} etc.).

Passo 3

Vamos analisar a alternativa (a):
“Uma das três condições exigidas para a similaridade de problemas envolvendo escoamento de fluidos trata-se da semelhança cinemática que por sua vez é independente da semelhança geométrica.”
Na verdade, para que os campos de velocidade sejam semelhantes (semelhança cinemática), a geometria deve ser semelhante; sem geometria similar não há como manter o mesmo padrão de linhas de corrente. Logo, (a) afirma algo falso.

Passo 4

As outras alternativas dizem, respectivamente, que:
– (b) soluções com mesmos \mathrm{Re} e \mathrm{Nu} são semelhantes para dada geometria;
– (c) fenômenos são semelhantes se as equações adimensionais e contornos forem iguais;
– (d) agrupar dados em \mathrm{Re} e \mathrm{Pr} reduz experimentos;
– (e) costuma-se ajustar \mathrm{Nu}=C\,\mathrm{Re}^{m}\mathrm{Pr}^{n}.
Todas essas afirmações estão corretas.

Resposta

(a)

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