1. Mecânica dos Fluidos
Escoamentos

2. O que é escoamento?
Mudança de forma do fluido sob a
ação de um esforço tangencial;
Fluidez: capacidade de escoar,
característica dos fluidos;

3. Escoamento
Definição:
Processo de movimentação das
moléculas de um fluido, umas em
relação às outras e aos limites
impostos

4. Escoamentos
 Os escoamentos são descritos por:
 Parâmetros físicos
 Pelo comportamento destes
parâmetros ao longo do espaço e do
tempo;

5. Definições Importantes
Trajetória
Linha de Corrente
Tubo de corrente
Linha de emissão

6. Trajetória
Linha traçada por uma dada
partícula ao longo de seu
escoamento
X
y
z
Partícula no instante t1
Partícula no instante t2
Partícula no instante t3

7. Linha de Corrente
 Linha que tangencia os vetores velocidade
de diversas partículas, umas após as
outras
 Duas linhas de corrente não podem se
interceptar (o ponto teria duas
velocidades)
X
y
z
Partícula 1
no instante t
Partícula 2
no instante t
Partícula 3
no instante t
v1
v2
v3

8. Tubo de Corrente
 No interior de um fluido
em escoamento existem
infinitas linhas de
corrente definidas por
suas partículas fluidas
 A superfície constituída
pelas linhas de corrente
formada no interior do
fluido é denominada de
tubo de corrente ou veia
líquida

9. Linha de Emissão
 Linha definida pela
sucessão de
partículas que
tenham passado
pelo mesmo ponto;
 A pluma que se
desprende de uma
chaminé permite
visualizar de forma
grosseira uma linha
de emissão;
Ponto dePonto de
ReferênciaReferência

10.  Classificação Geométrica;
 Classificação quanto à variação no tempo
 Classificação quanto ao movimento de rotação
 Classificação quanto à trajetória (direção e
variação)
Classificação dos
Escoamentos

11.  Escoamento TridimensionalEscoamento Tridimensional:
As grandezas que regem o escoamento variam
nas três dimensões.
Escoamento BidimensionalEscoamento Bidimensional:
As grandezas do escoamento variam em duas
dimensões ou são tridimensionais com alguma
simetria.
Escoamento UnidimensionalEscoamento Unidimensional:
São aqueles que se verificam em função das
linhas de corrente (uma dimensão).
Classificação Geométrica
do Escoamento

12.  Permanente:
Todas as propriedades e grandezas
características do escoamento são constantes
no tempo;
 Não Permanente:
Quando ao menos uma grandeza ou
propriedade do fluido muda no decorrer do
escoamento;
Classificação do Escoamento
quanto à variação no tempo

13.  RotacionalRotacional: A maioria das partículas
desloca-se animada de velocidade angular
em torno de seu centro de massa;
 IrrotacionalIrrotacional: As partículas se
movimentam sem exibir movimento de
rotação (na maioria das aplicações em
engenharia despreza-se a característica
rotacional dos escoamentos)
Classificação do Escoamento
quanto ao movimento de
rotação

14.  Uniforme:Uniforme:
Todos os pontos de uma mesma trajetória
possuem a mesma velocidade.
 VariadoVariado:
Os pontos de uma mesma trajetória não
possuem a mesma velocidade.
Classificação do Escoamento
quanto à variação da
trajetória

15.  Escoamento LaminarEscoamento Laminar:
As partículas descrevem trajetórias
paralelas.
Escoamento Turbulento:Escoamento Turbulento:
As trajetórias são errantes e cuja previsão
é impossível;
Escoamento dEscoamento de Transiçãoe Transição:
Representa a passagem do escoamento
laminar para o turbulento ou vice-versa.
Classificação do Escoamento
quanto à direção da
trajetória

16. Experimento de Reynolds
 Consiste na injeção de um corante líquido na
posição central de um escoamento de água
interno a um tubo circular de vidro
transparente
 O comportamento do filete do corante ao
longo do escoamento no tubo define três
características distintas

17. Experimento de Reynolds

18. Experimento de Reynolds
1. Regime Laminar:
 O corante não se mistura com o fluido,
permanecendo na forma de um filete no centro
do tubo;
 O escoamento processa-se sem provocar
mistura transversal entre escoamento e o filete,
observável de forma macroscópica;
 Como “não há mistura”, o escoamento aparenta
ocorrer como se lâminas de fluido deslizassem
umas sobre as outras;

19. Experimento de Reynolds
2. Regime de transição:
 O filete apresenta alguma mistura com o fluido,
deixando de ser retilíneo sofrendo ondulações;
 Essa situação ocorre para uma pequena gama
de velocidades e liga o regime laminar a outra
forma mais caótica de escoamento;
 Foi considerado um estágio intermediário entre
o regime laminar e o turbulento;

20. Experimento de Reynolds
3. Regime turbulento:
 O filete apresenta uma mistura transversal
intensa, com dissipação rápida;
 São perceptíveis movimentos aleatórios no
interior da massa fluida que provocam o
deslocamento de moléculas entre as diferentes
camadas do fluido (perceptíveis
macroscopicamente);
 Há mistura intensa e movimentação desordenada;

21. Experimento de Reynolds

22. Experimento de Reynolds
 Número de Reynolds (Re)
 Para escoamentos em dutos cilíndricos
circulares, Reynolds determinou que há uma
relação entre o diâmetro (D), a velocidade
média (V) e a viscosidade cinemática (v)
 O parâmetro estabelecido pela relação entre
estas três grandezas é o NÚMERO DE
REYNOLDS (Re):
Re = VD
v

23. Experimento de Reynolds
 Número de Reynolds (Re)
 Re < 2000 - Laminar
 2000 < Re < 2300 - de Transição
 Re > 2300 - Turbulento

24. Experimento de Reynolds
 Ler o texto indicado antes da aula de
laboratório