O que é escoamento compressível? Qual a diferença entre fluído compressível e escoamento compressível?
Como acelerar um escoamento para regime supersônico? Por que os bocais de foguetes têm um formato convergente-divergente? O que ocorre com as propriedades através de uma onda de choque?
As respostas a essas perguntas serão respondidas nesse curso, sem atalhos. Os fenômenos físicos serão compreendidos e modelados, com as equações apresentadas com todo o seu desenvolvimento. Além da teoria, exercícios pertinentes ao conteúdo serão resolvidos. Esse curso é baseado na disciplina Fenômenos de Transporte 2, ministrada por mim na Unialfa. Material teórico, fórmulario, tabelas e os slides estão disponíveis no site. Espero que vocês aproveitem!!
As equações governantes representam 3 príncípios físicos fundamentais: conservação de massa; 2ª Lei de Newton; conservação de energia.
A formulação integral das equações serão apresentadas de forma a prepará-los para o Teorema de Transporte de Reynolds.
O Teorema de Transporte de Reynolds transforma as equações de um sistema fechado, que não troca massa com a vizinhança, analisado sob a abordagem lagrangiana, para equações para um volume de controle, sob a abordagem euleriana, que permite que massa atravesse sua superfície de controle.
Se o aluno compreende o TTR todo o restante do curso será mais fácil !!!
Vamos transformar a equação da conservação de massa, a Segunda Lei de Newton e a Conservação de Energia para um escoamento unidimensional, em regime permanente. Essas equações serão úteis para escoamentos isoentrópios, escoamentos em bocais e difusores, escoamento unidimensionais com atrito e com calor.
Agora que você aprendeu as equações governantes, vamos formalizar o conceito da velocidade do som e obter sua equação para gases ideais.
Dois estados de referência são muito úteis para a compreensão e solução de escoamentos compressíveis: a condição de estagnação, com velocidade nula, e a condição crítica, com Mach unitário.
Estados de Referência
Condição de estagnação; condição crítica; equações em função de Mach
Uma das principais aplicações ptáticas da disciplina. Veremos que o bocal convergente - divergente, ou bocal de Laval, é necessário para acelerar um escoamento da condição subsônica para a condição supersônica.
Os exercícios a seguir ajudam na compreensão e foram selecionados cuidadosamente.
Escoamento Isoentrópico
Exercício: pressão de estagnação
Escoamento Isoentrópico
Exercício: expansão em bocal isoentrópico
Escoamento Isoentrópico
Exercício: aceleração em bocal isoentrópico
Escoamento Isoentrópico
Exercício: expansão em turbina
Escoamento Isoentrópico
Exercício: bocal Convergente-Divergente
O que é um choque normal? Qual a condição para que ele ocorra? Como obter as propriedades após o choque em função das propriedades antes do choque?
