(Questão
ponto) Um colega, estudante de Engenharia, afirma que a velocidade deve permanecer constante em todo trecho de uma tubulação para que o escoamento seja considerado em regime permanente. Você concorda ou discorda? Justifique.
Passo 1
O enunciado diz que um colega afirma: “para o escoamento ser considerado em regime permanente, a velocidade deve permanecer constante em todo trecho da tubulação”. Aqui o conteúdo é mecânica dos fluidos, mais especificamente a definição de regime permanente (ou regime estacionário).
Passo 2
Em regime permanente definimos que, em cada ponto fixo do espaço, todas as propriedades do fluxo (velocidade, pressão, densidade etc.) não variam com o tempo. Em notação matemática, para a velocidade
isso significa
para todo ponto
na tubulação.
Passo 3
Repare que essa condição exige apenas que a velocidade em cada ponto seja constante no tempo, mas não proíbe que a velocidade varie de um ponto para outro ao longo do comprimento da tubulação. Em outras palavras,
pode ser função de
(variação espacial), desde que não dependa de
.
Passo 4
Como em tubulações reais a velocidade costuma mudar quando há variação de diâmetro, perdas por atrito ou bifurcações, ainda podemos ter regime permanente mesmo com perfis de velocidade não uniformes espacialmente. Portanto, o colega errou ao pensar que “constância” espacial é necessária.
Resposta
Discordo. Em regime permanente exige-se
em cada ponto, mas admite-se variação espacial da velocidade ao longo da tubulação.