Escoamento Externo

Introdução

Este conteúdo trata-se de um estudo baseado no livro texto indicado pela instituição de ensino, onde foi feita uma leitura e pesquisa sobre o conteúdo do capitulo 07 escoamento externo. Esclarecemos de forma leiga e sistemática o que é e como se desenvolve o escoamento externo, de que maneira podem ser estudadas, quais as implicações no contexto de transferência de calor. Cálculos não serão apresentados, pois as noções passadas em aula não foram suficientes para compreender todas as incógnitas do conteúdo e não foi dado ao aluno esclarecimento sobre o conteúdo ‘escoamento externo’.

Escoamento externo

A partir de estudos no plt e outros livros podemos definir o escoamento externo como  aquele que ocorre externamente a uma superfície sólida, onde o fluido está em contato com uma única fronteira sólida, ou seja, o escoamento de calor e de massa a partir da convecção ficando delimitada pela camada limite como mostra figura 1.1.

A camada limite é a força resultante da reação entre o fluido e o corpo.  O fluido é dividido entre duas regiões onde ele é perturbado pela presença do objeto sólido, e onde o fluido escoa como se o objeto não estivesse presente.  A camada limite separa geometricamente a região perturbada, da região que não sofre nenhuma influência do escoamento.

Existem dos tipos de escoamento o laminar e o escoamento turbulento apresentando uma variação no numero de Reynolds onde:
Na camada limite laminar, o movimento do fluido é altamente ordenado. Este escoamento ocorre de forma lenta e  tem uma eficiência baixa pois a quantidade de massa  se desloca com uma velocidade baixa deixando as ações da gravidade atuarem de forma firme diminuindo a camada limite.

Já na camada limite turbulenta o movimento do fluido é altamente irregular, sendo caracterizado por flutuações de velocidade. Essas flutuações melhoram a transferência de momento, energia e massa e, portanto aumentam o atrito na superfície, bem como as taxas de transferência por convecção. A misturação do fluido resultante das flutuações implica em espessuras da camada limite maiores aumentando a  velocidade e a temperatura no interior da camada limite verificamos este a partir da figura 1.2.

A transferência de calor e de massa pode ser calculada a partir das equações abaixo:

Para transferência de calor

[pic 1]

Para transferência de massa

[pic 2]

De acordo com o livro texto existem dois métodos o empírico e o teórico onde para analisarmos o escoamento:

Método empírico é aquele que faríamos em laboratório a partir de medições de valores e parâmetros já conhecidos para cada forma geométrica dando velocidades diferentes, fluidos menos viscosos ou mais viscosos.

Método teórico seria aquele que estimaríamos a partir de cálculos com formulas e tabelas.

Embora o livro texto não deixar claro a partir de pesquisas podemos dizer que existem uma infinidade de forma geométrica onde ocorre este fenômeno de escoamento de calor externo por convecção que apresentam duas condições fundamentais a forcada com auxilio de deslocamento do fluido ou natural exercendo as leis da gravidade.

[pic 3]

Figura 1.1

.[pic 4]

Figura 1.2

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