Camada-Limite

Camada-Limite

1. Interpretações físicas

   • Número de Prandtl
     • Fornece uma medida da efetividade relativa dos transportes, por difusão, de momento e de energia no interior das camadas-limite de velocidade e térmica
     • Onde: Nos gases Pr = 1, Nos óleos Pr >> 1 e Nos metais líquidos Pr << 1
   • Número de Schimidt
     • Medida da efetividade relativa dos transportes difusivos de momento e de massa nas camadas-limites de velocidade e de concentração
     • Na transferência de massa por convecção em escoamentos laminares, ele determina as espessuras relativas das camadas-limite de velocidade e de concentração
     • Razão entre as difusividades de momento e mássica
   • Número de Lewis
     • Relevante em qualquer situação que envolve a transferência simultânea de calor e de massa por convecção
     • Medida das espessuras relativas das camadas-limite térmica e de concentração
     • Razão entre a difusividade térmica e mássica

2. Equações da camada limite

   • Obter as equações que governam os campos de velocidade, de temperaturas e de concentrações
   • Laminar
     • Considerações
       • Escoamento biidimensional
       • Regime estacionário
       • Fluido incompressível
       • Propriedades constantes
       • Forças de corpo desprezíveis
       • Não há geração de energia térmica
       • Escoamento não reativo
     • Equações
       • Mecânica dos fluidos
       • Outras disciplinas
       • Adimensionalização
         • Parâmetros de similaridade
           • Velocidade
             • Antes a velocidade dependia da densidade, viscosidade, comprimento, x, y, dp/dx
             • Coeficiente de atrito
           • Temperatura
             • Número de Nusselt
               • Fornece uma medida de transferência de calor por convecção que ocorre na superfície
               • A partir de Nu, o coeficiente local h pode ser calculado e o fluxo térmico local pode ser calculado
               • Razão entre a transferência de calor por convecção e somente por condução
           • Concentração
             • Número de Sherwood
               • Fornece uma medida da transferência de massa convectiva que ocorre na superfície
               • Gradiente de concentração adimensional na superfície
   • Turbulento

3. Analogias

   • Entre a térmica e a de massa
     • Relacionam com Re e os parâmetros Pr e Sc assumes pápeis análogos
     • A equação de T com seus parâmetros deve ter a mesma forma funcional que o C com seus parâmetros
     • Para uma geometria particular, as relações das transferências de calor e de massa são intercambiáveis
       • Nu = Sh
       • Pr = Sc
     • Nu e Sh são, em geral, proporcionais a Pr^n e Sc^n
       • Equação
         • n = 1/3
     • Resfriamento evaporativo
       • Processo de resfriamento evaporativo que ocorre quando um gás escoa sobre um líquido
         • Aplicações ambientais e industriais: gás (ar) e o liquido (água)

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