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
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 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.
É um número adimensional 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.
Número Prandtl
O 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:
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]
c 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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