Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Mecânica dos Fluidos- Ed: 1º - Capítulo 11.Problemas - Ex. 37
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.
Podemos substituir por . Assim temos:
Uma vez que a viscosidade dinâmica , densidade , e 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
Passo 3
Agora, vamos considerar a relação entre a espessura da camada limite e o fluxo turbulento.
Podemos substituir por . Assim temos:
Uma vez que a viscosidade dinâmica , densidade , e 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
Resposta
A viscosidade é responsável pelo desenvolvimento da camada limite da velocidade.
O efeito da velocidade na espessura da camada limite é:
Fluxo laminar
Fluxo turbulento