Entendendo os diferentes tipos de fluxo de fluido

Anteriormente expliquei a mecânica dos fluidos onde afirmei que a dinâmica dos fluidos é um dos seus ramos, trata de um escoamento de fluidos. Isso significa que envolve o movimento de um fluido submetido a forças desequilibradas. Este movimento continua enquanto as forças desequilibradas são exercidas. Bem, esse não é o nosso propósito aqui.





Hoje você conhecerá os diferentes tipos de fluxo de fluido, pois o próprio fluido pode ser classificado em diferentes tipos dependendo da variação das características do fluido, como velocidade, densidade, etc. O método de análise varia na mecânica dos fluidos, dependendo da tipo de fluxo. Vamos entrar em nosso tópico de discussão, diferentes tipos de fluxo de fluido. Você também conhecerá os diferentes tipos de fluido.

Diferentes tipos de fluxo de fluido

Fluxo constante e instável:

Um escoamento é dito estacionário quando suas características de fluido, como densidade, velocidade e pressão em um ponto, não mudam com o tempo. Pode ser expresso matematicamente como:

onde V é a velocidade do fluido

P é a pressão do fluido, e

J é a densidade do fluido.

Um fluxo também pode ser conhecido como instável quando as características do fluido, como velocidade, pressão e densidade em um ponto, mudam em relação ao tempo. Ela é expressa matematicamente como:

Diagrama de escoamento estacionário e instável na mecânica dos fluidos:

Fluxo uniforme e não uniforme:

O escoamento uniforme é um tipo de escoamento de fluido em que a velocidade do escoamento em um determinado momento não muda em relação ao espaço (ao longo da direção do escoamento). Também pode expressar matematicamente como:

Por outro lado, o escoamento não uniforme é um tipo de escoamento de fluido no qual sua velocidade de escoamento em um determinado tempo muda em relação ao espaço. Matematicamente, um fluxo não uniforme pode ser expresso como:

Diagrama de um fluxo uniforme e não uniforme:

Fluxo laminar e turbulento

Tipos laminares de fluxo de fluido são fluxos nos quais suas partículas de fluido se movem ao longo de uma linha de corrente ou caminhos bem definidos. Isso acontece de forma que todas as linhas de corrente são retas e paralelas entre si. Neste tipo de escoamento, diz-se que as partículas de fluido se movem em lâminas. As camadas em fluxo laminar deslizam suavemente sobre a camada adjacente. O escoamento é dito laminar quando o número de Reynolds é maior que 4000.

No entanto, o escoamento turbulento é um tipo de escoamento no qual as partículas do fluido se movem em zigue-zague. Esse movimento em ziguezague forma alta turbulência e redemoinhos, levando a uma alta perda de energia. O fluxo é turbulento quando o número de Reynolds também é maior que 4000. Bem, um fluxo de fluido em um tubo que tem um número de Reynolds entre 2000 e 4000 é dito estar em um estado de transição. Agora você pode ver o fluxo laminar e turbulento no fluxo do tubo é caracterizado com base no número de Reynold.

Diagrama de fluxo laminar e turbulento:

Fluxos compressíveis e incompressíveis

Em um escoamento compressível, a densidade do fluido muda de um ponto para outro. Ou seja, a densidade não é constante. Por exemplo, J não constante.

Por outro lado, escoamento incompressível é um tipo de escoamento em que a densidade do fluido é constante de um ponto a outro. isto é, os líquidos são geralmente incompressíveis e os gases são compressíveis. J=constante. Onde J é a densidade do fluido.

Fluxos rotacionais e irrotacionais

Um fluxo rotacional é um tipo de fluxo no qual as partículas de fluido giram em torno de seu próprio eixo enquanto fluem ao longo das linhas de corrente. O fluxo irrotacional ocorre se as partículas de fluido não girarem enquanto fluem ao longo da linha de corrente em torno de seu próprio eixo. Finalmente,

Fluxos unidimensionais, bidimensionais e tridimensionais

O fluxo de fluido unidimensional é um tipo de fluxo de fluido no qual seu parâmetro de fluxo, como a velocidade, é expresso em função do tempo e de um espaço de coordenadas. Pode ser expresso como,

u =f (x, y), v=0; w=0;

A velocidade ao longo das direções y e z, ou seja, v e w são consideradas desprezíveis.

Em segundo lugar, o escoamento bidimensional é um escoamento em que a velocidade é uma função do tempo e de duas coordenadas espaciais retangulares. É considerado desprezível quando a velocidade flui ao longo da terceira direção. Aquilo é,

u =f (x, y); v =g (x, y); w =0;

Finalmente, o escoamento tridimensional é um tipo de escoamento de fluido no qual a velocidade é uma função do tempo e de três coordenadas espaciais retangulares mutuamente perpendiculares (x, y e z). isso é,

u =f (x, y, z); v =g (x, y, z); w =h (x, y, z)

Assista ao vídeo abaixo para aprender sobre o fluxo de fluidos na mecânica dos fluidos

agora deixe esta oportunidade discutir os vários tipos de fluido.

Tipos de fluidos

Abaixo estão os vários tipos de fluido:

Líquido ideal – esses tipos de fluido não podem ser comprimidos e sua viscosidade não se enquadra na categoria de fluido ideal. Diz-se que é imaginário, ou seja, o fluido não existe na realidade.

Fluido real – esses fluidos são reais porque possuem viscosidade.

Líquido Newtoniano – é quando um fluido obedece à lei da viscosidade de Newton.

Líquido não newtoniano – quando o fluido não obedece à lei da viscosidade de Newton.

Líquido plástico ideal – esses tipos de fluidos são conhecidos quando a tensão de cisalhamento é proporcional ao gradiente de velocidade e a tensão de cisalhamento é maior que o valor de escoamento.

Fluido incompressível – é quando a densidade do fluido não muda com a aplicação de força externa.

Fluido compressível – é quando a densidade do fluido muda com a aplicação de força externa.

A tabela abaixo mostra a densidade e a viscosidade de diferentes tipos de fluidos

Tipos de fluido	Densidade	Viscosidade
Líquido ideal	Constante	Zero
Fluido real	Variável	Diferente de zero
Líquido newtoniano	Constante/ Variável	T=u(dudy)
Líquido não newtoniano	Constante/ Variável	T≠u(dudy)
Fluido incompressível	Constante	Diferente de zero/zero
Fluido compressível	Variável	Diferente de zero/zero

Conclusão

Isso é tudo para o artigo “Vários tipos de fluxo de fluidos”, onde também listamos os tipos de fluidos disponíveis.

Espero que gostem da leitura, se sim, compartilhem com outros alunos. Obrigado por ler. Vejo você na próxima vez!