3 Responda os seguintes enunciados.
a) A quantidade de massa que entra em ura volume de controle precisa ser igual à massa que sai durante um processo com escoamento em regime permanente?
b) Quando o escoamento através de um volume de controle é em regime permanente?
c) Considere um dispositivo com uma entrada e uma saída. Se as vazões em volume na entrada e na saída são iguais, o escoamento através desse dispositivo é necessariamente em regime permanente? Por quê?
a) A quantidade de massa que entra em ura volume de controle precisa ser igual à massa que sai durante um processo com escoamento em regime permanente?
b) Quando o escoamento através de um volume de controle é em regime permanente?
c) Considere um dispositivo com uma entrada e uma saída. Se as vazões em volume na entrada e na saída são iguais, o escoamento através desse dispositivo é necessariamente em regime permanente? Por quê?
Passo 1
O enunciado traz três perguntas conceituais sobre conservação de massa e regime permanente em volumes de controle (VC) com escoamento. Vamos usar o balanço de massa e a definição de regime permanente para responder.
Passo 2
Resposta a): em regime permanente a massa dentro do VC não varia com o tempo, logo a taxa de massa que entra deve igualar a taxa de massa que sai. Em termos de vazão mássica isso é
Passo 3
Resposta b): o escoamento através de um VC é em regime permanente quando todas as propriedades do fluido em cada ponto do VC (velocidade, pressão, densidade, etc.) são independentes do tempo. Ou seja,
em cada ponto do VC.
Passo 4
Resposta c): não, fluxos volumétricos iguais na entrada e saída não garantem regime permanente. Isso porque, em fluido compressível ou em condições variáveis, a densidade pode mudar no VC mesmo com
. Regime permanente exige propriedades temporais constantes, não apenas vazões volumétricas iguais.
Resposta
a) Sim. Em regime permanente a massa no VC não muda, logo
.
b) Quando todas as propriedades do fluido em cada ponto do VC não dependem do tempo: .
c) Não. Vazões volumétricas iguais não implicam propriedades constantes no tempo (densidade pode variar), logo não bastam para regime permanente.
b) Quando todas as propriedades do fluido em cada ponto do VC não dependem do tempo:
c) Não. Vazões volumétricas iguais não implicam propriedades constantes no tempo (densidade pode variar), logo não bastam para regime permanente.