O que é número de característica – definição

números de característica são números sem dimensão usados ​​para descrever um caractere do fluxo ou para descrever um caractere de transferência de calor. Números de característica

Números de característica

Na dinâmica de fluidos e na transferência de calor , os números das características são números sem dimensão usados ​​para descrever um caractere do fluxo ou para descrever um caractere da transferência de calor. Os números característicos podem ser usados ​​para comparar uma situação real (por exemplo, fluxo de ar ao redor de um aerofólio e fluxo de água em um tubo) com um modelo de pequena escala . É necessário manter os números das características importantes iguais. Os nomes desses números foram padronizados na ISO 31-12 , que fornece nome, símbolo e definição para 25 números de características selecionados usados ​​para a descrição de fenômenos de transporte.

Número de Reynolds

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 da 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.

Número de Reynolds

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

É definido como:
Número de Reynolds

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.

Número Prandtl

número Prandtl é um número sem dimensão, nomeado em homenagem ao seu inventor, um engenheiro alemão Ludwig Prandtl , que também identificou a camada limite . O número de Prandtl é definida como a razão de difusividade impulso a difusividade térmica . A difusividade do momento , ou como é normalmente chamada, viscosidade cinemática, indica a resistência do material aos fluxos de cisalhamento (diferentes camadas do fluxo viajam com velocidades diferentes devido, por exemplo, a diferentes velocidades das paredes adjacentes) em relação à densidade. Ou seja, o número Prandtl é dado como:

Número Prandtl

Onde:

ν é difusividade do momento (viscosidade cinemática) [m 2 / s]

α é difusividade térmica [m 2 / s]

μ é viscosidade dinâmica [Ns / m 2 ]

k é condutividade térmica [W / mK]

p é calor específico [J / kg.K]

ρ é densidade [kg / m 3 ]

Pequenos valores do número de Prandtl , Pr <<1 , significam que a difusividade térmica domina. Enquanto que com valores grandes, Pr >> 1 , a difusividade do momento domina o comportamento. Por exemplo, o valor típico de mercúrio líquido, que é de cerca de 0,025, indica que a condução de calor é mais significativa em comparação com a convecção , portanto a difusividade térmica é dominante. Quando Pr é pequeno, significa que o calor se difunde rapidamente em comparação com a velocidade.

Em comparação com o número de Reynolds , o número de Prandtl não depende da geometria de um objeto envolvido no problema, mas depende apenas do estado do fluido e do fluido. Como tal, o número de Prandtl é freqüentemente encontrado em tabelas de propriedades, ao lado de outras propriedades, como viscosidade e condutividade térmica.

Veja também: Número Prandtl

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