Fluxo de Fluidos: Tipos, Regimes e Canais
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Fluxo de Superfície Livre
Quando um líquido não preenche completamente o tubo que o transporta ou a água é conduzida por um canal, dizemos que o fluxo é de superfície livre. Nestes casos, o líquido está à pressão atmosférica. O esgoto, por exemplo, flui sem pressão ou por gravidade, caracterizando um fluxo livre.
Fluxo Sob Pressão
Quando o líquido preenche completamente um condutor de seção circular e exerce pressão sobre as paredes do tubo, temos um fluxo sob pressão. Neste caso, o movimento do fluido ocorre devido à pressão interna no duto.
Regimes de Fluxo
Fluxo Laminar
No fluxo laminar, cada elemento de fluido move-se na mesma direção e à mesma taxa que todos os outros, criando linhas de corrente paralelas entre si e à velocidade do fluido.
Fluxo Turbulento
No fluxo turbulento, os elementos não se movem na mesma direção ou velocidade, criando círculos irregulares (redemoinhos) chamados correntes secundárias. Estas correntes geram maior atrito interno do que no fluxo laminar.
Tipos de Canais
Um canal aberto é aquele em que a água flui com uma superfície livre. Canais podem ser naturais ou artificiais.
Canais Naturais: Incluem riachos, rios, estuários e correntes subterrâneas.
Canais Artificiais: São construídos pelo homem para fins específicos, como canais de navegação, usinas hidrelétricas, irrigação e drenagem.
Os canos de esgoto também são considerados canais com superfície livre.
Vazão (Q)
A vazão é a relação entre o volume de líquido (V) que passa por uma seção (S) e o tempo (t) gasto.
Relação entre Velocidade e Seção
Quanto menor a seção do canal, maior a velocidade do fluido, assumindo a mesma vazão. Assim, S1 * v1 = S2 * v2.
A altura h pode ser calculada por h = v2 / 2g, onde v é a velocidade e g a aceleração da gravidade.