Diferença entre fluxo laminar e fluxo turbulento

Fluxo Laminar vs Fluxo Turbulento
 

A Dinâmica dos Fluidos é uma parte importante da física clássica e as aplicações vão da irrigação à fisiologia humana. Possui contribuições significativas de engenharia nas áreas aeroespacial, marítima, irrigação, hidráulica e muitas outras disciplinas.

O fluxo de fluido varia de um estado para outro e, para facilitar a análise, o fluxo é categorizado em diferentes regimes, onde as propriedades do fluido, como velocidade, pressão, densidade e viscosidade, caracterizam cada regime. Turbulento e fluxo laminar são as duas principais classes de regimes de fluxo.

O que é fluxo laminar?

Quando as partículas fluidas fluem sem cruzar os caminhos uma da outra e a velocidade da partícula é sempre tangencial à trajetória da partícula, diz-se que o fluxo é simplificado. Quando o fluxo da corrente ocorre, as camadas de partículas de fluido tendem a deslizar sobre a partícula adjacente sem perturbar o movimento de outras pessoas, e isso ocorre em camadas ou lâminas de fluxo de fluido. Esse fluxo é conhecido como fluxo laminar. O fluxo laminar ou fluxo aerodinâmico ocorre quando a velocidade do fluido é relativamente baixa.

No fluxo laminar, a camada em contato com uma superfície estacionária tem velocidade zero e, na direção perpendicular à superfície, a velocidade das camadas tende a aumentar. Além disso, a velocidade, pressão, densidade e outras propriedades dinâmicas do fluido permanecem inalteradas em todos os pontos do espaço do fluxo..

O número de Reynolds é uma indicação de quão bom um fluido pode sofrer fluxo laminar. Quando o número de Reynolds é baixo, o fluxo tende a ser laminar e as forças viscosas são a forma dominante de interação entre as camadas. Quando o número de Reynolds é alto, o fluxo tende a ser turbulento e as forças inerciais são a forma dominante de interação entre as camadas..

O que é fluxo turbulento?

Quando as propriedades do fluido em um fluxo variam rapidamente com o tempo, ou seja, quando as mudanças na velocidade, pressão, densidade e outras propriedades do fluxo mostram mudanças aleatórias e arbitrárias, o fluxo é conhecido como fluxo turbulento.

O fluxo de fluido dentro de um tubo cilíndrico uniforme com comprimento finito, também conhecido como fluxo de Poiseuille, terá turbulência no fluxo quando o número de Reynolds atingir o número crítico 2040. No entanto, geralmente, o fluxo pode não ser explicitamente turbulento quando o Reynolds número é mais de 10000.

Um fluxo turbulento é caracterizado por sua natureza aleatória, difusividade e vorticidade. O fluxo contém turbilhões, correntes cruzadas e vórtices.

Qual é a diferença entre fluxo laminar e turbulento?

• No fluxo laminar, o fluxo ocorre em baixas velocidades e baixo número de Reynolds, enquanto o fluxo de turbulência ocorre em altas velocidades e alto número de Reynolds.

• No fluxo laminar, o caminho das linhas de fluido é regular e simplificado, onde não há perturbação lateral dos caminhos de fluido e o fluido flui em camadas. Em fluxo turbulento, o padrão de fluxo é irregular e caótico, onde ocorrem vórtices, redemoinhos e correntes cruzadas.

• No fluxo laminar, as propriedades do fluido em um ponto no espaço permanecem constantes com o tempo, enquanto, no fluxo turbulento, as propriedades do fluido em um ponto são estocásticas.