Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Mecânica dos Fluidos- Ed: 1º - Capítulo 8.Problemas - Ex. 14
Na região completamente desenvolvida do escoamento em um tubo circular, o perfil de velocidade mudará na direção do escoamento?
Passo 1
Para responder a pergunta da questão, precisamos entender o que é o desenvolvimento da camada limite de velocidade. A figura abaixo mostra o desenvolvimento da camada limite de velocidade para um escoamento laminar e para um escoamento turbulento.
A região do escoamento onde as forças viscosas são sentidas é chamada de camada limite. O desenvolvimento da camada limite é o aumento dos efeitos viscosos ao longo do escoamento. Por exemplo, na figura acima vemos que quanto mais longe da entrada do tubo, maior é a camada limite e maior a região onde o fluido é desacelerado pelas forças viscosas.
Ou seja, o desenvolvimento da camada limite é o aumento da região em que o fluido sofre uma diminuição da velocidade por conta das forças viscosas.
Passo 2
A partir de uma certa distância da entrada do tubo, vemos que os efeitos das forças viscosas já alcançaram o centro do tubo. A partir desse momento, o perfil de velocidade do fluido não muda, porque os efeitos das forças viscosas já se espalharam o máximo que podiam.
Isso quer dizer que na região completamente desenvolvida, a viscosidade já alterou tudo o que tinha que alterar no perfil da velocidade . Logo, não varia mais ao longo do eixo .
Resumindo, o perfil de velocidade NÃO mudará na direção do escoamento em um tubo circular na região completamente desenvolvida.
Resposta
O perfil de velocidade não mudará na direção do escoamento em um tubo circular na região completamente desenvolvida.