Vetores, exercicios

Capítulo 5

Introduzido por Ludwig Prandtl, em 1904
Este conceito introduziu a moderna mecânica dos fluidos.
É a região muito próxima à superf ície, onde forma- se o perfil de velocidades.
Existe em escoamentos internos e externos. Influencia os processos de transferência de calor e de massa.

FORMAÇÃO DA CAMADA LIMITE EM
ESCOAMENTO EXTERNO

Num escoamento externo, a camada limite aumenta sua espessura com o progresso do escoamento. O escoamento nunca fica completamente desenvolvido.

FORMAÇÃO DA CAMADA LIMITE EM
ESCOAMENTO INTERNO

Num escoamento interno, a camada limite aumenta sua espessura até atingir o centro do duto. Neste ponto, dizse que o escoamento está completamente desenvolvido e o perfil de velocidades está formado.

A espessura da camada limite não é constante. Ela vai aumentando com o progresso do escoamento.
Define - se a espessura da camada limite como o valor de y para o qual u = 0,99 U
( na transição entre a camada limite e o escoamento principal, a velocidade é 99% do valor da velocidade da corrente livre) .

Escoamentos Internos
Escoamento laminar

L
D

0,06

uD

Escoamento turbulento
25 a 40 D do tubo a partir da entrada

Dentro da camada limite, as velocidades são baixas e, por isso, o escoamento no início da formação da mesma, é laminar
( ordenado).
Com o aumento da espessura da CL, há um consequente aumento na espessura da mesma. Mas a diferença de velocidades do fluido junto à superf ície (v= 0) e no final da CL (v= 0,99v ) permanece constante. Portanto dv/ dy (o gradiente de velocidades) na camada limite, diminui.

O gradiente de velocidades é proporcional à tensão de cisalhamento. Diminui o gradiente de velocidades, diminui a tensão de cisalhamento. Com o decréscimo da tensão de cisalhamento, diminuem as forças viscosas. c forças inerciais forças vis as Isto provoca um consequente aumento no no de Reynolds, provocando a transição de laminar para