Convecção Forçada em Escoamentos Externos

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Terças e Quintas de 15:00 às 17:00 hs 
prof. Tania S. Klein 
tania@eq.ufrj.br 
Lab CFD 
 
Aula 15 
 Determinação de h na Convecção Forçada em Escoamentos Externos 
 Método Empírico 
 Placa Plana (Camada Limite) 
 Laminar 
 Turbulenta 
 Mista 
 Escoamento Transversal a um Cilindro 
 Escoamento Transversal a uma Esfera 
 Escoamento Transversal a um Banco de Tubos 
 Escoamento de Jato Colidente 
 Escoamento em Leito com Enchimento 
 
Exercícios do capítulo 7: 8, 17, 20, 25, 29, 32, 47, 52, 55, 58, 73, 76, 81, 87, 88 
 
2 
Método Empírico 
3 
Placa Plana – Camada Limite Laminar 
Equações Governantes 
Solução de similaridade – Método de Blausius para camada limite da velocidade 
4 
Placa Plana – Camada Limite Laminar 
Método de Blausius: 
A solução da camada limite da velocidade reduz –se a: 
5 
Placa Plana – Camada Limite Laminar 
Funções da camada limite laminar de velocidade em uma placa plana: 
6 
Placa Plana – Camada Limite Laminar 
Solução de similaridade para camada limite térmica: 
Para Pr ≳ 0,6: 
e 
7 
Placa Plana – Camada Limite Laminar 
Visualização gráfica do perfil de Velocidade e Temperatura 
8 
Placa Plana – Camada Limite Laminar 
Coeficientes médios: 
Para baixos Pr: 
Para qualquer faixa de Pr: 
9 
Placa Plana – Camada Limite Turbulenta 
Camada limite da velocidade: 
Camada limite térmica: 
10 
 Independe da natureza do fluido 
Placa Plana – Camada Limite Mista 
Aproximação: 
11 
Placa Plana – Camada Limite Mista 
12 
Placa Plana – Casos Especiais 
Escoamento Laminar: Escoamento Turbulento: 
p=2 para laminar 
p=8 para turbulento 
1) 0 ≤ x ≤ ξ  Ts = T∞ e x > ξ  Ts ≠ T∞ 
2) Fluxo constante na superfície: 
Escoamento Laminar: 
Escoamento Turbulento: 
13 
Escoamento Transversal a um Cilindro 
14 
Escoamento Transversal a um Cilindro 
15 
Escoamento Transversal a um Cilindro 
16 
Escoamento Transversal a um Cilindro 
17 
Escoamento Transversal a um Cilindro 
Outras Correlações: 
18 
Escoamento Transversal a uma Esfera 
19 
Escoamento Transversal a um Banco de Tubos 
Alinhado (Aligned) 
Em quincôncio (Staggered) 
20 
Escoamento Transversal a um Banco de Tubos 
Alinhado (Aligned) 
Em quincôncio 
(Staggered) 
21 
Escoamento Transversal a um Banco de Tubos 
A1 
A2 
22 
Escoamento Transversal a um Banco de Tubos 
Menos de 20 fileiras de tubos: 
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Jatos Colidentes 
24 
Jatos Colidentes 
Possíveis disposições 
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Jatos Colidentes 
1 jato de bico arredondado  
Conjunto de jatos de bico arredondado  
Se alinhados 
Se em quincôncio 
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Jatos Colidentes 
1 jato de bico retangular  
Conjunto de jatos de bico retangular  
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Escoamento em Leito com Enchimento 
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