Mecanica dos fluidos

Universidade de Brasília
Faculdade de Tecnologia
Departamento de Engenharia Mecânica
Disciplina: Mecânica dos Fluídos 2
Professor: Francisco Ricardo da Cunha
Turma: A
Grupo: 1

Determinação Experimental do Numero de Knudsen.

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Introdução Teórica:

Grande parte dos problemas da mecânica dos fluidos não podem ser resolvidos com procedimentos analíticos apenas, mas sim com uma combinação de métodos analíticos e dados experimentais. Para garantir que resultados obtidos experimentalmente em laboratório sejam aplicados a sistemas similares externos, o conceito de semelhança deve ser aplicado. Resultados obtidos através de modelos experimentais podem ser apresentados como parâmetros adimensionais, em vez de equações de relação entre as variáveis envolvidas. Esse método, quando corretamente aplicado e interpretado, é uma solução prática e de baixo custo, tanto analiticamente quanto numericamente. O Número de Knudsen é uma propriedade adimensional importânte na análise diferencial de escoamentos, especialmente nas áreas de microhidrodinâmica. Ele é a razão entre o caminho livre médio entre as moléculas de um fluido (λ) e sua escala física representativa (L).
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A hipótese do contínuo da equação de Navier-Stokes é válida desde que o caminho livre médio entre as moléculas seja muito menor que a escala macro do domínio do escoamento. Se essa condição for violada, o fluido não estará mais em equilíbrio termodinâmico local e a relação linear entre as tensões cisalhantes e a taxa de deformação não poderá ser aplicada. Perfis de velocidade, comportamento da camada limite, fluxo de massa e gradientes de pressão passarão então a ser influenciados por efeitos de não-continuidade. O valor do número de Knudsen determina o grau de rarefação do escoamento e é utilizado para validar a hipótese do contínuo. Para [pic], a hipótese do contínuo é válida e o escoamento pode ser analisado através das equações de Navier-Stokes com condições de