Engenharia Química

1 CONCEITO DE CAMADA LIMITE
O escoamento potencial prevê o campo de escoamento por meio de uma função de corrente e de um potencial de velocidades, porém as distribuições de velocidades obtidas não satisfazem a condição de contorno usual de “não deslizamento” na parede. Com isso as soluções de escoamento potencial não têm valor na descrição de fenômenos de transporte nas vizinhanças de uma parede; a força de arraste viscoso não pode ser obtida; e não é possível obter descrições confiáveis de trocas de calor e massa entre fases em superfícies sólidas.
Tendo esse problema, usamos a teoria da camada limite para descrever o comportamento próximo de paredes. Para descrição de um escoamento viscoso obtemos uma solução aproximada para as componentes da velocidade em uma fina camada limite próxima da parede, levando em conta a viscosidade.
Quem introduziu o conceito de camada limite fornecendo o elo entre teoria e prática foi Prandtl. O físico alemão Prandtl (1875-1953) realizou um dos grandes avanços na Mecânica dos Fluidos, em 1903, concebendo a idéia da camada limite na qual define – Uma região muito fina dentro da camada limite e adjacente à superfície do corpo onde os efeitos viscosos são muito importantes, onde a componente axial da velocidade varia rapidamente com a distância y. Há uma região fora da camada limite denominada região de escoamento potencial onde o fluido se comporta como se fosse um fluido não viscoso, onde as forças de cisalhamento são desprezíveis. Certamente a viscosidade dinâmica é a mesma em todo o campo de escoamento. Desta forma a importância relativa de seus efeitos (devido aos gradientes de velocidade) é diferente fora e dentro da camada limite.

1.1 Características da Camada Limite

O tamanho da camada limite e a estrutura do escoamento nela confinado variam muito. Parte desta variação é provocada pelo formato do objeto onde se desenvolve a camada limite.

2 EQUAÇÕES GERAIS DA CAMADA LIMITE

Consideraremos o escoamento