O que é um escoamento estacionário?
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão pergunta “O que é um escoamento estacionário?”. Isso está no campo da mecânica dos fluidos, mais especificamente estudando como os fluidos (líquidos e gases) se movem. Para responder, vamos precisar entender a diferença entre fluxos que mudam com o tempo e aqueles que não mudam.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é um escoamento. Em mecânica dos fluidos, escoamento se refere ao movimento de um fluido. Pode ser o ar soprando, a água correndo numa tubulação, etc.
Passo 3
Agora, vamos ao termo estacionário. Quando dizemos que um escoamento é estacionário, queremos dizer que as propriedades do fluido (como velocidade, pressão e densidade) em cada ponto não mudam com o tempo. Isso não significa que o fluido está parado, mas sim que, em qualquer ponto específico, o comportamento do fluido permanece constante ao longo do tempo.
Passo 4
Para entender melhor, imagine um rio com fluxo constante. A água está sempre se movendo na mesma velocidade e direção em cada ponto do rio. Se você medir a velocidade da água em um ponto agora e daqui a uma hora, vai dar a mesma coisa. Esse é um exemplo clássico de escoamento estacionário.
Passo 5
Matematicamente, um escoamento estacionário pode ser descrito pela condição:
Aqui,
representa a velocidade do fluido, e
mostra como a velocidade muda com o tempo. Se essa derivada é zero, significa que a velocidade não muda com o tempo, caracterizando um escoamento estacionário.
Resposta
Um escoamento estacionário é aquele em que as propriedades do fluido, como velocidade e pressão, em cada ponto permanecem constantes ao longo do tempo. Isso significa que, embora o fluido possa estar se movendo, seu comportamento em cada ponto específico não muda com o tempo.
Exercícios relacionados
O que a analogia modificada de Reynolds expressa? Qual é sua importância? Quais são suas limitações?
O que é um manômetro de Bourdon?
Qual é a definição de linhas de Emissão? O que indicam as linhas de emissão?
3.29 In elementary compressible-flow theory <br> (Chap. 9), compressed air will exhaust from a <br> small hole in a tank at the mass flow rate <br>
, where
is the air density in the tank <br> e
é uma constante. If
is the initial density in <br> a tank of volume
, derive a formula for the density change
after the hole is opened. <br> Apply your formula to the following case: a <br> spherical tank of diameter 50 cm, with initial <br> pressure 300 kPa and temperature
, and a hole whose initial exhaust rate is
. <br> Find the time required for the tank density to drop by 50 percent.