Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Mecânica dos Fluidos- Ed: 1º - Capítulo 8.Problemas - Ex. 22
Qual é o mecanismo físico que faz com que o fator de atrito seja mais alto no escoamento turbulento?
Passo 1
A maior diferença entre o escoamento laminar e turbulento são os turbilhões presentes nos escoamentos turbulentos. A figura abaixo mostra isso, esboçando as linhas de correntes dos dois tipos de escoamento.
Podemos notar a presença de pequenos turbilhões no escoamento turbulento. Mas por que eles interferem no fator de atrito?
Passo 2
Os turbilhões aumentam a mistura entre camadas de fluido que estão lado a lado no escoamento. Isso acaba aumentando o atrito dentro do escoamento, porque, através desse turbilhão, mais moléculas se chocam. Em outras palavras, o atrito entre a camada de fluido parada na parede e as camadas de fluido próximas à parede cresce.
Dizendo isso de outra forma, a camada de fluido parada passa a ter uma influência maior sobre a diminuição da velocidade das outras camadas de fluido. Esse efeito é traduzido em um fator de atrito maior e em uma tensão de cisalhamento na parede do tubo maior.
Resposta
Os turbilhões presentes nos escoamentos turbulentos fazem o fator de atrito aumentar.