O Regime Variado

Regime Variado

O Regime Variado é caracterizado por um campo de velocidades independentes da variável tempo, assim todas as propriedades e grandezas do escoamento são constantes no tempo. Para a compreensão das propriedades do fluído em escoamento o método mais adequado é o Euleriano, pois esse regula o tempo e analisa propriedades do fluido em vários pontos pré-determinados, tendo assim um olhar do comportamento do escoamento naquele instante, logo pode compreender o escoamento ao longo do tempo, possuindo sua tendência. Esse método utiliza as leis a um volume de controle arbitrário, esse pode ser diferencial ou integral. As equações na forma diferencial usa-se quando se quer o detalhamento de um campo de escoamento ponto a ponto e na forma integral busca o aprofundamento as distribuições que entram nos integrandos das leis fundamentais.

Algumas concepções são importantes no princípio do escoamento do fluído, como a base da conservação da massa, que está baseado na equação da continuidade, e é elaborada, está considera o fluxo de massa que entra em uma determinada área e o fluxo de massa que deixa determinada área, assim partindo do princípio que admite que não há nem fonte nem sumidouro no elemento da equação da continuidade  temos  , já na forma diferencial é dada por  e na forma integral seria   ,  já a  equação de energia procede da utilização do elemento de conservação de energia ao escoamento, logo a energia que um fluido em escoamento contém é formada da energia interna e das energias correspondentes à pressão, à velocidade         e à posição. A equação Euleriana da energia cinética prende-se no embalo do volume de controle é dada por . Para um escoamento que não seja permanente a equação precisa ser modificada, a entrada da energia através da seção S1 assim como  [pic 1][pic 2][pic 3][pic 4][pic 5]

Por fim a concepção da base da quantidade de movimento, compreendida as equações que determinam as forças dinâmicas realizadas pelos fluídos em escoamento. A equação da quantidade de movimento usando o método Euler considera o escoamento na direção a partir do volume de controle, a taxa de entrada corresponde ao fluxo do componente. A taxa de entrada é dada por: entrada= e taxa de saída por: saída=. A quantidade de movimento do volume de controle é . Já se levando em consideração a segunda lei de Newton, a força pode ser considerada como fonte e termos a forma integral  A equação da quantidade do movimento pode ser comparada através da equação de Euler e equação de Navier-Stokes. Na equação de Euler a viscosidade é nula e as forças de contato se estende ao efeito das pressões, em contrapartida na equação de Navier-Stokes há efeitos da viscosidade, há formação de tensões de cisalhamento.[pic 6][pic 7][pic 8][pic 9]

Portanto, para o entendimento do escoamento do fluído é indispensável o conceito desses exemplos de conservação e também a comparação das leis de Navier-Stokes e Euler para a quantidade do movimento, pois elas se diferenciam em alguns pontos  como a Euler apresenta um fluido ideal quando desconsidera as forças viscosas, também  são aplicadas no escoamento do ar e a Navier-Stokes apresenta fluido real com os efeitos da viscosidade, essas são aplicadas no ramo da engenharia  para modelar os fluxos da água nos oceanos como também em projetos aeronaves e carros, projeto de usinas hidrelétricas.