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ID:(878, 0)



Diferentes viscosidades

Definição

A viscosidade tem um efeito profundo no comportamento de um fluido, como pode ser visto nos três exemplos a seguir:

ID:(7068, 0)



Turbulência gerada por um cigarro

Imagem

Um cigarro possui uma ponta incandescente que aquece o ar ao seu redor. Além disso, a fumaça expelida permite visualizar o movimento do ar. O aquecimento provoca uma expansão do ar, o que resulta em uma redução de densidade e, consequentemente, em uma força de sustentação. Por isso, a fumaça começa a subir em um movimento laminar, e é possível observar as linhas características.

Durante o processo, o gás começa a resfriar, perdendo sustentação, e algumas áreas começam a subir mais lentamente, obstruindo o movimento ascendente do ar. Essa obstrução leva à formação de turbulências, e as mesmas áreas que sobem mais lentamente começam a girar, fazendo parte dos vórtices observados nessa região.

ID:(1654, 0)



Instabilidade

Descrição

Variáveis

Símbolo
Texto
Variáve
Valor
Unidades
Calcular
Valeur MKS
Unidades MKS
$\rho$
rho
Densidade
kg/m^3
$R$
R
Dimensão típica do sistema
m
$Re$
Re
Número de Reynolds
-
$v$
v
Velocidade média do fluido
m/s
$\eta$
eta
Viscosidade
Pa s

Cálculos


Primeiro, selecione a equação:   para ,  depois, selecione a variável:   para 

Símbolo
Equação
Resolvido
Traduzido

Cálculos

Símbolo
Equação
Resolvido
Traduzido

 Variáve   Dado   Calcular   Objetivo :   Equação   A ser usado



Equações


Exemplos

A viscosidade tem um efeito profundo no comportamento de um fluido, como pode ser visto nos tr s exemplos a seguir:

(ID 7068)

O crit rio chave para determinar se um meio laminar ou turbulento o chamado n mero de Reynolds, que compara a energia associada in rcia com aquela associada viscosidade. A primeira depende de la densidade ($\rho$), la velocidade média do fluido ($v$) e la dimensão típica do sistema ($R$), enquanto a segunda depende de la viscosidade ($\eta$), definindo-o como:

$ Re =\displaystyle\frac{ \rho R v }{ \eta }$

(ID 3177)

A rela o de mistura do vapor de gua com o ar definida como a rela o entre as massas de cada componente presentes em um volume:

$\displaystyle\frac{M_v}{M_a}=\displaystyle\frac{n_vM_{mol,v}}{n_aM_{mol,a}}=\displaystyle\frac{p_v}{p_a}\displaystyle\frac{M_{mol,v}}{M_{mol,a}}\sim 0.01$



Onde $M_v$ e $M_a$ s o as massas do vapor de gua e do ar, $n_v$ e $n_a$ s o as moles do vapor de gua e do ar, $M_{mol,v}$ e $M_{mol,a}$ s o as massas molares do vapor de gua e do ar, $p_v$ e $p_a$ s o as press es relativas do vapor de gua e do ar, e $r$ a rela o de mistura. Portanto, temos que

$ r =\displaystyle\frac{ M_v }{ M_a }$

No caso espec fico do vapor de gua no ar, a rela o de mistura proporcional s press es relativas, que podem ser quantificadas usando a press o de vapor de gua $p_v\sim 1500 Pa$ e a press o do ar $p_a\sim 10^5 Pa$. Ao aplicar a equa o dos gases ideais e a defini o da massa molar, obt m-se uma rela o de mistura de aproximadamente $0.01$. Isso significa que a quantidade de vapor de gua em rela o ao ar baixa em condi es normais.

(ID 7069)

Um cigarro possui uma ponta incandescente que aquece o ar ao seu redor. Al m disso, a fuma a expelida permite visualizar o movimento do ar. O aquecimento provoca uma expans o do ar, o que resulta em uma redu o de densidade e, consequentemente, em uma for a de sustenta o. Por isso, a fuma a come a a subir em um movimento laminar, e poss vel observar as linhas caracter sticas.

Durante o processo, o g s come a a resfriar, perdendo sustenta o, e algumas reas come am a subir mais lentamente, obstruindo o movimento ascendente do ar. Essa obstru o leva forma o de turbul ncias, e as mesmas reas que sobem mais lentamente come am a girar, fazendo parte dos v rtices observados nessa regi o.

(ID 1654)


ID:(878, 0)