Linhas de tempo, trajetórias, linhas de emissão e linhas de corrente PDF

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Linhas de tempo, trajetórias, linhas de emissão e linhas de corrente...

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Linhas de tempo, trajetórias, linhas de emissão e linhas de corrente: Na análise de problemas de mecânica dos fluidos, frequentemente é vantajoso obter uma representação visual de campo de escoamento. Tal representação é provida de linhas de tempo, de trajeto, de emissão e de corrente. Se num campo de escoamento uma quantidade de partículas fluidas adjacentes forem marcadas num dado instante, elas formarão uma linha no fluido naquele instante, esta linha é chamada de linha de tempo. Uma linha de trajeto é o caminho ou trajetória traçada por uma partícula fluida em movimento. Para torná-la visível, temos que identificar uma partícula fluida, num dado instante, por exemplo, pelo emprego de um corante; em seguida, tiramos uma fotografia de exposição prolongada do seu movimento subseqüente. A linha traçada pela partícula é uma trajetória. Por outro lado, poderíamos preferir concentrar a atenção em um lugar fixo do espaço e identificar, novamente pelo emprego do corante, todas as partículas fluidas que passam por aquele ponto. Após um curto período, teríamos uma certa quantidade de partículas fluidas identificáveis no escoamento. Todas elas, em algum momento, teriam passado por um local fixo no espaço. A linha em que une as partículas fluidas, num ponto fixo no espaço, é definida como linha de emissão. As linhas de corrente são aquelas desenhadas no campo de escoamento, de forma que, num dado instante, são tangentes à direção do escoamento em cada ponto do campo. Como as linhas de corrente são tangentes ao vetor velocidade em cada ponto do campo, não pode haver escoamento através delas. No escoamento permanente, a velocidade em cada ponto do campo permanece constante com o tempo e, em consequência, as linhas de corrente não variam de um instante a outro. Isto implica que uma partícula localizada numa determinada linha de corrente permanecerá sobre a mesma. Além disso, partículas consecutivas passando através de um ponto fixo do espaço estarão sobre a mesma linha de corrente e, subseqüentemente permanecerão nela.

Então num escoamento permanente, trajetórias e linhas de emissão e de corrente são linhas idênticas no campo de escoamento. A forma das linhas de corrente pode variar de instante a instante se o escoamento for transiente. Neste caso, as trajetórias, as linhas de emissão e as linhas de corrente não coincidem....