Camada limite

07/06/2011

CAMADA LIMITE
• Quando um fluido escoa sobre uma superfície estacionária, como o leito de um rio ou sobre a parede de um tubo, parte do fluido que toca a superfície tem velocidade igual a zero devido a tensão com a parede (Princípio da aderência);
• A velocidade aumenta a medida que se afasta da parede;
• Figura 1 mostra este perfil de velocidade para este escoamento;
• Se considerarmos uma placa plana imersa num fluido notaremos o desenvolvimento de um perfil à medida que o fluido se move sobre a placa;

Figura 1 : Perfil de Velocidades

1

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• Quando o perfil está formado e não se modifica mais, atinge-se o escoamento plenamente desenvolvido, mas como se chega a esse estado?
• Essa região onde existe um perfil de velocidade no escoamento, devido à tensão de cisalhamento com a parede é chamada de
Camada Limite. Os estágios de formação da camada limite estão mostrados na Figura 2.
• Define-se espessura da Camada Limite como a distância da parede ao ponto onde a velocidade é 99 % da velocidade de corrente livre (velocidade no centro do fluido).

Escoamento Turbulento
Transi
Esc. Laminar δ ção

Subcamada Laminar

v∞

X

Figura 2 : Camada limite numa Placa Plana.

2

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FORMAÇÃO DA CAMADA LIMITE
• A camada limite cresce de zero no ponto onde o fluido começa a escoar sobre a superfície da placa;
• À medida que o fluido passa sobre um maior comprimento da placa, mais fluido é desacelerado devido ao atrito entre as camadas do fluido --> Aumento da espessura;
• À medida que a espessura da Camada Limite cresce, o gradiente de velocidade diminui assim como a tensão de cisalhamento;
• Como mostra a Figura 2, a primeira parte da Camada Limite é chamda de Camada Limite Laminar e a lei da viscosidade de
Newton pode ser aplicada;

• As forças viscosas (Tensão de Cisalhamento) mantém as partículas de fluido em movimento constante e em laminas. No entanto, as tensões diminuem, à medida que