domingo, 16 de maio de 2010
Escoamento laminar, turbulência e número de Reynolds
No estudo da hidrodinâmica de fluidos na situação especial de escoamento dito laminar verifica-se que uma esfera posta no interior do fluido não estaria sujeita a qualquer torque aplicado pelo fluido, ou seja, linhas de escoamento tangenciais a quaisquer dois pontos diametralmente opostos da esfera têm velocidades de escomento iguais. A figura abaixo mostra um caso de escoamento laminar de fumaça colorida. Observe a homogeneidade das linhas de escoamento. No escoamento laminar, sabe-se que variáveis como pressão e densidade têm valores bem definidos e, além disso, satisfazem uma lei de conservação bem definida (lei de Bernoulli).
No entanto, escoamento laminar não é o único regime de fluxo no qual um fluido pode estar. Para velocidades suficientemente altas, deve ocorrer uma transição para o chamado regime turbulento, caracterizado por mudanças bruscas e aleatórias de propriedades como pressão e densidade. O irlandês Osborne Reynolds estudou a transição entre escoamento laminar e turbulento no final do século XIX e chegou ao chamado número de Reynolds
onde ρ é a densidade do fluido, v é a velocidade de escoamento, L é uma dimensão característica envolvida no escoamento, por exemplo, o diâmetro do tubo, ou de uma esfera posta no fluido, etc, e μ é a viscosidade do fluido (medida em Pa s). Verifica-se experimentalmente que o regime de escomento laminar é caracterizado por números de Reynold menores que aproximadamente 2000, e que para Re > 4000 entra-se no domínio de fluxo turbulento. A região 2000 < Re < 4000 é denominada de transição.
O número de Reynolds pode ser interpretado como a razão entre forças inerciais (ρ v) e forças viscosas (μ/L). O fluxo laminar é então caracterizado pelo domínio das forças de natureza viscosa, enquanto o regime turbulento caracteriza-se pelo predomínio de forças inerciais. A figura abaixo ilustra a transição em questão para a fumaça de um cigarro. Próxima do cigarro, ainda com velocidade baixa, a fumaça sobe em escoamento laminar, mas à medida que a velocidade aumenta (e consequentemente o número de Reynolds), devido à aceleração causada pelo empuxo do ar, atinge-se finalmente o regime turbulento.
No entanto, escoamento laminar não é o único regime de fluxo no qual um fluido pode estar. Para velocidades suficientemente altas, deve ocorrer uma transição para o chamado regime turbulento, caracterizado por mudanças bruscas e aleatórias de propriedades como pressão e densidade. O irlandês Osborne Reynolds estudou a transição entre escoamento laminar e turbulento no final do século XIX e chegou ao chamado número de Reynolds
onde ρ é a densidade do fluido, v é a velocidade de escoamento, L é uma dimensão característica envolvida no escoamento, por exemplo, o diâmetro do tubo, ou de uma esfera posta no fluido, etc, e μ é a viscosidade do fluido (medida em Pa s). Verifica-se experimentalmente que o regime de escomento laminar é caracterizado por números de Reynold menores que aproximadamente 2000, e que para Re > 4000 entra-se no domínio de fluxo turbulento. A região 2000 < Re < 4000 é denominada de transição.
O número de Reynolds pode ser interpretado como a razão entre forças inerciais (ρ v) e forças viscosas (μ/L). O fluxo laminar é então caracterizado pelo domínio das forças de natureza viscosa, enquanto o regime turbulento caracteriza-se pelo predomínio de forças inerciais. A figura abaixo ilustra a transição em questão para a fumaça de um cigarro. Próxima do cigarro, ainda com velocidade baixa, a fumaça sobe em escoamento laminar, mas à medida que a velocidade aumenta (e consequentemente o número de Reynolds), devido à aceleração causada pelo empuxo do ar, atinge-se finalmente o regime turbulento.
Teor de Álcool Anidro na Gasolina
Segue link interessante que traz em forma de vídeo ilustrativo um teste bem simples e prático para a determinação do tero de Álcool Anidro na Gasolina.
http://www.youtube.com/watch?v=tbd67mcBXRg
http://www.youtube.com/watch?v=tbd67mcBXRg
sábado, 15 de maio de 2010
DESAFIO!
DESCONFIANDO QUE A GASOLINA UTILIZADA NO MOTOR DO SEU CARRO ESTÁ ADULTERADA, O QUE VOCÊ FARIA PARA CONFIRMAR ESTA DESCONFIANÇA?
Poderíamos recorrer à verificação da gasolina através da sua massa específica. Primeiramente, pesquisam-se os valores admissíveis para a massa específica da gasolina. Em seguida, escolhe-se um recipiente de volume (V) conhecido. Através de uma balança, se obtém a massa do recipiente vazio (m1). Depois, enche-se o recipiente com uma amostra de volume (V) da gasolina. Logo após, determina-se a massa total, que nada mais é o recipiente somado com o volume V da amostra de gasolina (m2). Através da diferença entre m2 e m1, se obtém a massa m da amostra de volume V da gasolina; portanto, obtém-se a massa específica da mesma, já que ρ = m/V.
Poderíamos recorrer à verificação da gasolina através da sua massa específica. Primeiramente, pesquisam-se os valores admissíveis para a massa específica da gasolina. Em seguida, escolhe-se um recipiente de volume (V) conhecido. Através de uma balança, se obtém a massa do recipiente vazio (m1). Depois, enche-se o recipiente com uma amostra de volume (V) da gasolina. Logo após, determina-se a massa total, que nada mais é o recipiente somado com o volume V da amostra de gasolina (m2). Através da diferença entre m2 e m1, se obtém a massa m da amostra de volume V da gasolina; portanto, obtém-se a massa específica da mesma, já que ρ = m/V.
Compara-se o valor da massa específica obtida com os valores especificados para que a gasolina seja considerada sem adulteração. Através dessa comparação, obtém-se a conclusão se a gasolina encontra-se ou não adulterada.
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