Enunciado

Que propriedade dos fluidos é responsável pelo desenvolvimento da camada limite de velocidade? Qual é o efeito da velocidade sobre a espessura da camada limite?

Passo 1

Fala galera!! Que tal resolver mais essa questão junto comigo?

Para resolver essa questão, é importante lembrar que as camadas de limite de velocidade são formadas na região, onde são sentidas as forças de cisalhamento viscosas causadas pela viscosidade. Portanto, a viscosidade do fluido é responsável pelo desenvolvimento da camada limite da velocidade. 

Passo 2

Agora, vamos entender qual o efeito da velocidade na espessura da camada limite. Vamos considerar a relação entre a espessura da camada limite e o fluxo laminar.

δ = 4,91 x R e x 0,5

Podemos substituir R e por ρ V x / μ . Assim temos:

δ = 4,91 x ρ V x μ 0,5

δ = 4,91 x 0,5 μ 0,5 ρ V 0,5

δ = 4,91 x μ ρ V

Uma vez que a viscosidade dinâmica  μ , densidade  ρ , e  x  são constantes, temos que a espessura da camada limite é proporcional à velocidade. Portanto, para o fluxo laminar, a espessura da camada limite é proporcional a

1 V

Passo 3

Agora, vamos considerar a relação entre a espessura da camada limite e o fluxo turbulento.

δ = 0,38 x R e x 0 , 2

Podemos substituir R e por ρ V x / μ . Assim temos:

δ = 0,38 x ρ V x μ 0 , 2

δ = 0,38 x 0 , 8 μ 0 , 2 ρ V 0 , 2

Uma vez que a viscosidade dinâmica  μ , densidade  ρ , e  x  são constantes, temos que a espessura da camada limite é proporcional à velocidade. Portanto, para o fluxo turbulento, a espessura da camada limite é proporcional a

1 V 0,2

Resposta

A viscosidade é responsável pelo desenvolvimento da camada limite da velocidade.

O efeito da velocidade na espessura da camada limite é:

Fluxo laminar

1 V

Fluxo turbulento

1 V 0,2

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