Em um escoamento incompressível, o coeficiente de arraste (C...
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Ano: 2023
Banca:
FUNDATEC
Órgão:
GHC-RS
Prova:
FUNDATEC - 2023 - GHC-RS - Engenheiro (Engenharia Química) |
Q2176457
Engenharia Química e Química Industrial
Em um escoamento incompressível, o coeficiente de arraste (CD) depende do número
de Reynolds (Re) e da geometria de um corpo. Uma forma geométrica simples que ilustra a
dependência do arraste com o número de Reynolds é o cilindro circular. O escoamento invíscido em
torno de um cilindro, naturalmente, não produziu nenhum arraste, uma vez que não existiu nenhum
atrito nem arraste devido à pressão. A variação no coeficiente de arraste com o número de Reynolds
para um cilindro liso é mostrada na Figura a seguir. O padrão de escoamento em torno do cilindro é
ilustrado para diferentes valores de número de Reynolds (Re). O padrão de escoamento e a forma
geral da curva sugerem que a variação de arraste, e, consequentemente, os efeitos de tensão
cisalhante sobre o escoamento, pode ser subdividida em quatro regimes.
![Imagem associada para resolução da questão](https://qcon-assets-production.s3.amazonaws.com/images/provas/94021/Captura_de%20Tela%20%28974%29.png)
Sobre as características de cada regime, analise as assertivas abaixo:
I. Regime 1 – Neste regime, o escoamento inteiro é laminar e o número de Reynolds pequeno, sendo menor do que 1. Podemos dizer que no regime 1 as forças viscosas predominam. O padrão de escoamento nesse caso é quase simétrico; o escoamento adere ao corpo e a esteira está livre de oscilações. Nesse regime de escoamento lento (creeping flow), efeitos viscosos predominam e se estendem por todo o campo de escoamento.
II. Regime 2 – A Figura mostra duas ilustrações do padrão de escoamento no segundo regime. À medida que o número de Reynolds aumenta, pequenos redemoinhos se formam no ponto de estagnação na parte de trás do cilindro. Para valores mais altos de Reynolds, esses redemoinhos crescem até o ponto em que eles se separam do corpo e são varridos a jusante em direção à esteira. O padrão dos redemoinhos no regime 2 é chamado de vórtice de von Kármán. Essa mudança na característica da esteira de uma natureza estacionária para não estacionária nunca é acompanhada por uma mudança na inclinação da curva de arraste. As características principais desse regime são a natureza estacionária da esteira e a separação do escoamento do corpo.
III. Regime 3 – No terceiro regime, a esteira não é mais caracterizada por grandes redemoinhos, embora ela permaneça não estacionária. O escoamento na superfície do corpo a partir do ponto de estagnação ao ponto de separação é laminar e a tensão cisalhante nesse intervalo é apreciável somente em uma fina camada próxima ao corpo. O coeficiente de arraste tende a atingir um valor constante de aproximadamente 1.
IV. Regime 4 – Em um número de Reynolds próximo de 5 × 105 , o coeficiente de arraste repentinamente diminui para 0,3.
Qual assertiva traz FALSA análise das características do regime apresentado?
![Imagem associada para resolução da questão](https://qcon-assets-production.s3.amazonaws.com/images/provas/94021/Captura_de%20Tela%20%28974%29.png)
Sobre as características de cada regime, analise as assertivas abaixo:
I. Regime 1 – Neste regime, o escoamento inteiro é laminar e o número de Reynolds pequeno, sendo menor do que 1. Podemos dizer que no regime 1 as forças viscosas predominam. O padrão de escoamento nesse caso é quase simétrico; o escoamento adere ao corpo e a esteira está livre de oscilações. Nesse regime de escoamento lento (creeping flow), efeitos viscosos predominam e se estendem por todo o campo de escoamento.
II. Regime 2 – A Figura mostra duas ilustrações do padrão de escoamento no segundo regime. À medida que o número de Reynolds aumenta, pequenos redemoinhos se formam no ponto de estagnação na parte de trás do cilindro. Para valores mais altos de Reynolds, esses redemoinhos crescem até o ponto em que eles se separam do corpo e são varridos a jusante em direção à esteira. O padrão dos redemoinhos no regime 2 é chamado de vórtice de von Kármán. Essa mudança na característica da esteira de uma natureza estacionária para não estacionária nunca é acompanhada por uma mudança na inclinação da curva de arraste. As características principais desse regime são a natureza estacionária da esteira e a separação do escoamento do corpo.
III. Regime 3 – No terceiro regime, a esteira não é mais caracterizada por grandes redemoinhos, embora ela permaneça não estacionária. O escoamento na superfície do corpo a partir do ponto de estagnação ao ponto de separação é laminar e a tensão cisalhante nesse intervalo é apreciável somente em uma fina camada próxima ao corpo. O coeficiente de arraste tende a atingir um valor constante de aproximadamente 1.
IV. Regime 4 – Em um número de Reynolds próximo de 5 × 105 , o coeficiente de arraste repentinamente diminui para 0,3.
Qual assertiva traz FALSA análise das características do regime apresentado?