O que é fluxo laminar – fluxo viscoso – definição

Fluxo laminar

Na dinâmica de fluidos, o fluxo laminar é caracterizado por trajetos lisos ou regulares das partículas do fluido, em contraste com o fluxo turbulento, caracterizado pelo movimento irregular das partículas do fluido. O fluido flui em camadas paralelas (com mistura lateral mínima), sem interrupção entre as camadas. Portanto, o fluxo laminar também é conhecido como fluxo aerodinâmico ou viscoso .

O termo fluxo de corrente de fluxo é descritivo do fluxo porque, no fluxo laminar, camadas de água fluindo umas sobre as outras em velocidades diferentes, praticamente sem mistura entre as camadas, as partículas de fluido se movem em caminhos ou linhas de fluxo definidos e observáveis.

Quando um fluido está fluindo através de um canal fechado, como um tubo ou entre duas placas planas, um dos dois tipos de fluxo (fluxo laminar ou fluxo turbulento) pode ocorrer dependendo da velocidade , viscosidade do fluido e do tamanho do tubo . O fluxo laminar tende a ocorrer em velocidades mais baixas e com alta viscosidade . Por outro lado, o fluxo turbulento tende a ocorrer em velocidades mais altas e com baixa viscosidade.

Como o fluxo laminar é comum apenas nos casos em que o canal de fluxo é relativamente pequeno, o fluido se move lentamente e sua viscosidade é relativamente alta, o fluxo laminar não é comum em processos industriais. A maioria dos fluxos industriais, especialmente os de engenharia nuclear, são turbulentos. No entanto, o fluxo laminar ocorre em qualquer número de Reynolds próximo a limites sólidos em uma camada fina adjacente à superfície, essa camada é geralmente chamada de subcamada laminar e é muito importante na transferência de calor.

Apesar da pequena espessura da subcamada laminar (geralmente muito menos de 1% do diâmetro do tubo), uma vez que influencia fortemente o fluxo no restante do tubo. Qualquer irregularidade ou rugosidade na superfície perturba essa camada e afeta significativamente o fluxo. Portanto, diferentemente do fluxo laminar, o fator de atrito no fluxo turbulento é uma forte função da rugosidade da superfície.

Número de Reynolds

O número de Reynolds é a proporção de forças de inércia para as forças viscosas e é um parâmetro conveniente para prever se uma condição de escoamento vai ser laminar ou turbulento . Pode-se interpretar que quando as forças viscosas são dominantes (fluxo lento, Re baixo) são suficientes o suficiente para manter todas as partículas de fluido alinhadas, então o fluxo é laminar. Mesmo Re muito baixo indica movimento de rastejamento viscoso, onde os efeitos de inércia são desprezíveis. Quando as forças inerciais dominam sobre as forças viscosas (quando o fluido está fluindo mais rápido e Re é maior), então o fluxo é turbulento.

É um número sem dimensão composto pelas características físicas do fluxo. Um número crescente de Reynolds indica uma crescente turbulência do fluxo.

É definido como:

em que:
V é a velocidade do fluxo,
D é uma dimensão linear característica (comprimento percorrido do fluido; diâmetro hidráulico etc.)
ρ densidade do fluido (kg / m ³ ),
μ viscosidade dinâmica (Pa.s),
ν viscosidade cinemática ( m ² / s); ν = μ / ρ.