Um campo de escoamento é dado por:
a) Determinar, explicando, a dimensão e o regime de escoamento (permanente ou transitório). (
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício nos dá um campo de escoamento definido por:
Nosso objetivo aqui é determinar duas coisas:
- Dimensão do escoamento: Isso se refere a quantas direções ou dimensões o fluxo está se movendo.
- Regime de escoamento: Queremos saber se o escoamento é permanente (ou estacionário) ou transitório (ou não estacionário).
Para resolver isso, vamos precisar entender um pouco sobre o que cada termo significa e como analisar as componentes do campo de velocidade.
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre a dimensão do escoamento. Olhando para a expressão do campo de velocidade:
Notamos que há componentes nas direções x e y, mas nenhuma componente na direção z (que seria a terceira dimensão). Isso indica que o escoamento está ocorrendo em um plano bidimensional, ou seja, dimensão 2D.
Passo 3
Agora, vamos analisar o regime de escoamento. Para isso, observamos se a velocidade depende do tempo (t). No campo de velocidade dado:
A componente na direção x é 2x², que não depende do tempo. Porém, a componente na direção y é 4xyt, que depende do tempo (t). Quando a velocidade varia com o tempo, o escoamento é chamado de transitório ou não estacionário.
Resposta
O escoamento é bidimensional (2D) e apresenta regime transitório (não estacionário).
Exercícios relacionados
Através de
de seção transversal de um material isolante (material que apresenta baixa condutividade térmica) de 4 cm de espessura com condutividade térmica
, é conduzido um fluxo de calor de
. Determine a diferença de temperatura entre as faces do isolante. Resposta:
.
Um sistema, constituído de
de um gás monoatômico, com
, ocupa um volume de
à pressão de
. O gás é aquecido à pressão constante até atingir o volume de
. Determine:
b) O valor do trabalho.
b) O valor do trabalho.
Ar quente a
é soprado ao longo de uma superfície plana de
, a
. Considerando que o coeficiente de transferência de calor por convecção é
, determine a taxa de transferência de calor do ar para a placa, em
. Resposta: 19, 7 kW .
Existe uma diferença de
através de uma manta de fibra de vidro de 4 cm de espessura. A condutividade térmica da fibra de vidro é
. Calcule a energia transferida pela fibra em 2 horas, por unidade de área. Resposta:
.