FENÔMENOS DE TRANSPORTE

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FENÔMENOS DE TRANSPORTE
TURBULÊNCIA E INTENSIDADE DE TURBULÊNCIA 
INTRODUÇÃO
A maior parte dos escoamentos encontrados na natureza e em aplicações práticas são turbulentos. Consequentemente, é muito importante compreender os mecanismos físicos que governam este tipo de fenômeno.
ESCOAMENTO LAMINAR
No escoamento laminar o fluído se move de forma suave e organizada em camadas ou lâminas não havendo mistura macroscópica de camadas adjacentes de fluído.
TRANSIÇÃO À TURBULÊNCIA 
O processo de transição à 
turbulência foi identificado por
Osborne Reynolds em 1883
 e acontece pela introdução 
de perturbações num escoamento 
inicialmente estável (laminar).
Essas perturbações são multiplicadas,
amplificadas e se transformam em 
turbulência. 									
EXPERIMENTO E EQUAÇÃO DE REYNOLDS
 
ONDE:
 ρ é a massa específica do fluído;
ᶹ é a velocidade média do fluído;
D é a longitude característica do fluxo, o diâmetro para o fluxo no tubo;
 é a viscosidade dinâmica de um fluído;
ESCOAMENTO LAMINAR E ESCOAMENTO TURBULENTO 
CARACTERÍSTICAS DA TURBULÊNCIA 
 O regime turbulento é predominante nos escoamentos; 
 A turbulência é altamente rotacional;
 Os escoamentos turbulentos são instáveis;
 Multiplicidade de escalas;
 É um fenômeno continuo;
ESCALAS DE TURBULÊNCIA 
 Estas escalas são relacionadas com:
 Tempo
Comprimento
Velocidades
Energia
Vorticidade
ESCALAS DISSIPATIVAS DE KOMOLGOROV
As escalas dissipativas de Komolgorov são as menores escalas que podem ocorrer em um escoamento turbulento.
 1. TEMPO: 2. COMPRIMENTO:
ONDE:
V: viscosidade cinemática do fluído;
ε: dissipação viscosa;
ESCALAS DISSIPATIVAS DE KOMOLGOROV
 3. VELOCIDADE 		 4. ENERGIA 
5. VORTICIDADE
ONDE:
V: viscosidade cinemática do fluído;
ε: dissipação viscosa;
GRANDES ESCALAS
 As chamadas grandes escalas da turbulência são as maiores estruturas que ocorrem no escoamento, e são determinadas pela geometria que lhes dá origem.
 
 1. TEMPO 2. ENERGIA
 
3. ENERGIA
 
ONDE:
L é a escala de comprimento;
U é a escala de velocidade 
ORIGEM DA TURBULÊNCIA 
Em qualquer tipo de escoamento, o processo de transição pode ser generalizado como sendo o resultado da amplificação de perturbações injetadas por variadas fontes de ruídos. 
Os escoamentos transicionais podem ser classificados em: 
1.Escoamentos cisalhantes livres. 
2.Escoamentos parietais. 
3.Escoamentos devidos à convecção térmica. 4.Escoamentos sob rotação. 
ESCOAMENTOS CISALHANTES LIVRES 
Os escoamentos cisalhantes livres são caracterizados pela ausência de paredes que os confine e pela ausência de obstáculos em seu interior. 
Os escoamentos cisalhantes livres transicionam a baixos números de Reynolds. 
ESCOAMENTOS PARIETAIS 
Um escoamento parietal acontece sempre que se tem um corpo submerso no escoamento. Junto à parede do mesmo, devido à ação da viscosidade, aparece uma zona rotacional.
ESCOAMENTOS DEVIDO A CONVECÇÃO TÉRMICA 
Ocorre quando a transferência de energia entre uma superfície e um fluido em movimento sobre a mesma;
 A convecção inclui a transferência de energia pelo movimento global do fluido (advecção) e pelo movimento aleatório das moléculas do fluido (condução ou difusão); 
ESCOAMENTOS SOB ROTAÇÃO 
O escoamento rotacional ocorre quando as partículas de um fluido, numa certa região, apresentam rotação em relação a um eixo qualquer. O escoamento rotacional também é denominado de vorticoso. 
 Um escoamento sem rotação, ou seja, de translação ideal ocorre quando as partículas de um fluido, numa certa região, não apresentarem rotação em relação a um eixo qualquer. 
ESCOAMENTOS SOB ROTAÇÃO 
ESCOAMENTO IRROTACIONAL 
ESCOAMENTO ROTACIONAL 
CONCLUSÃO 
Técnicas modernas de simulação numérica, têm sido desenvolvidas e utilizadas na última década e têm se tornado ferramentas acessórias e complementares das ferramentas experimentais para a análise da turbulência nos fluidos. 
REFERÊNCIAS 
file:///C:/Users/lb2%20Interativa/Downloads/turbulencia.pdf