Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Mecânica dos Fluidos- Ed: 1º - Capítulo 1.Problemas - Ex. 4
O que é escoamento forçado? Como se diferencia do escoamento natural? O escoamento causado pelos ventos e forçado ou natural?
Passo 1
Para diferenciar um escoamento natural de um escoamento forçado, temos que saber como o escoamento foi iniciado. No escoamento forçado, o fluido é forçado a escoar sobre uma superficie ou dentro de um tubo com o uso de meios externos como uma bomba ou uma ventoinha.
Quando a gente liga o ventilador e o ar escoa sobre o nosso corpo, chamamos esse escoamento do ar de escoamento forçado. O escoamento foi iniciado por fatores externos como máquinas e outras formas de movimentação do fluido.
Passo 2
Nos escoamentos naturais, qualquer movimento do fluido é causado por meios naturais. Um exemplo disso é o escoamento causado pela convecção natural do fluido. A convecção natural é o movimento que o fluido faz quando muda sua densidade. Por exemplo, quando o ar fica mais quente, sua densidade diminui e o empuxo faz ele subir. O escoamento do fluido subindo é um escoamento natural.
Como podemos ver na figura acima, esse é o caso do ar quente da vela escoando sobre a mão de uma pessoa. O ar esquenta com a combustão da vela, diminui sua densidade e sobe.
Passo 3
Existem dois jeitos de se analisar o tipo de escoamento causado pelo vento. Um jeito é olhar o vento como um escoamento do ar sobre a Terra. Por essa perspectiva, o escoamento causado pelo vento é natural, porque ele é iniciado por efeitos naturais do próprio escoamento como a rotação da Terra e a convecção natural do ar que é aquecido pelo sol.
Para qualquer objeto que está sobre a Terra, o escoamento causado pelo vento é forçado. Isso ocorre, porque, o início do escoamento não é causado pelo próprio objeto. Ele é ocasionado por meios externos como a rotação da Terra! Por exemplo, o vento que nós sentimos, quando estamos sentados na praia é um escoamento forçado. Não fomos nós que causamos esse escoamento! Foi uma meio externo!
Resposta
O escoamento forçado é um escoamento, no qual o fluido é forçado a escoar com o uso de meios externos.
Diferenciamos um escoamento forçado de um escoamento natural, verificando como o escoamento se inciou. Se foi por meio externo é forçado. Se foi por meios naturais é natural.
O escoamento causado pelo vento sobre a Terra é natural e o escoamento causado pelo vento sobre qualquer outro objeto é forçado.