Storyboard

>Modelo

ID:(1167, 0)

Descrição

>Top

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

ID:(7068, 0)

Equação

>Top, >Modelo

O número de Grashof descreve a instabilidade de um fluxo de convecção e está relacionado ao número de Reynolds para uma velocidade da ordem de

Sua expressão é

$Gr =\displaystyle\frac{ \rho ^2 g \alpha }{ \eta ^2}( T_b - T_t ) h ^3$

Condições

Variáveis

Relação

ID:(9041, 0)

Equação

>Top, >Modelo

O critério chave para determinar se um meio é laminar ou turbulento é o chamado número de Reynolds, que compara a energia associada à inércia com aquela associada à 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:

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

Condições

Variáveis

$\rho$

Densidade

$kg/m^3$

5342

$R$

Dimensão típica do sistema

$m$

5433

$Re$

Número de Reynolds

$-$

5432

$v$

Velocidade média do fluido

$m/s$

5414

$\eta$

Viscosidade

$Pa s$

5422

Relação

ID:(3177, 0)

Equação

>Top, >Modelo

A relação de mistura do vapor de água com o ar é definida como a relação 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 $M_a$ são as massas do vapor de água e do ar, $n_v$ e $n_a$ são as moles do vapor de água e do ar, $M_{mol,v}$ e $M_{mol,a}$ são as massas molares do vapor de água e do ar, $p_v$ e $p_a$ são as pressões relativas do vapor de água e do ar, e $r$ é a relação de mistura. Portanto, temos que

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

Condições

Variáveis

Relação

No caso específico do vapor de água no ar, a relação de mistura é proporcional às pressões relativas, que podem ser quantificadas usando a pressão de vapor de água $p_v\sim 1500 Pa$ e a pressão do ar $p_a\sim 10^5 Pa$. Ao aplicar a equação dos gases ideais e a definição da massa molar, obtém-se uma relação de mistura de aproximadamente $0.01$. Isso significa que a quantidade de vapor de água em relação ao ar é baixa em condições normais.

ID:(7069, 0)

Descrição

>Top

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)

Equação

>Top, >Modelo

A velocidade média de um fluxo turbulento em convecção pode ser modelada em função da força de sustentação gerada pela variação de densidade devido ao calor, utilizando a equação:

$v =\displaystyle\frac{ g }{ \eta }( \rho_b - \rho_m ) h ^2$

Condições

Variáveis

Relação

ID:(9042, 0)