escoamento

ESCOAMENTO DE FLUIDOS
I - INTRODUÇÃO
O movimento dos fluidos é um dos problemas de maior complexidade dentro da física, tanto na observação experimental como na descrição teórica. Esta complexidade está ligada ao fato de se estar lidando com um sistema com um número muito grande de constituintes, e se reflete no número de variáveis necessárias para a sua descrição matemática. O escoamento dos fluidos pode ocorrer dentro dos regimes laminar e turbulento. No primeiro caso ainda é possível, em situações de grande simetria, obter-se uma descrição através de expressões matemáticas simples. Porém, no último caso, só é possível uma descrição estatística do escoamento, isto é através do valor médio da velocidade e suas flutuações em torno deste valor.
Ainda dentro do regime laminar, tem-se que fazer a distinção se a energia dissipada durante o escoamento pode ser desprezada ou não. Em caso afirmativo, a lei de conservação de energia
(Equação de Bernoulli) pode ser utilizada para calcular a velocidade e pressão em diversos pontos de um escoamento. Se a dissipação é relevante, então é necessário se usar a equação de
Navier-Stokes, que é obtida ao se aplicar a segunda lei de Newton para um elemento de fluido.
Nesta equação, os efeitos de dissipação de energia são descritos através do coeficiente de viscosidade η, que mede a intensidade da força de atrito entre duas camadas adjacentes de fluido. Neste experimento iremos observar e medir o escoamento de fluidos sob a ação da força de gravidade. Serão realizadas medidas do tempo de escoamento da água armazenada em um reservatório cilíndrico em função da diferença entre os níveis inicial e final. Outras variáveis são o raio do orifício e o comprimento da mangueira por onde a água escoa. As medidas de tempo de escoamento são bem mais simples de serem feitas do que a medida da velocidade instantânea do jato. No entanto, com as relações teóricas acontece o inverso. Por isso vamos fazer uma breve explanação