Questão para reflexão e discussão:
A análise dimensional é um método que tem o objetivo de reduzir o número de variáveis de um problema, as quais não possuem dimensão física, ou seja, são adimensionais. A transferência de calor no escoamento externo sobre uma superfície se baseia na avaliação de três números adimensionais, que controlam o fenômeno: números de Reynolds (Re), Prandlt (Pr) e Nusselt (Nu).
a)O que os números de Prandlt e Nusselt representam?b)Como a espessura da camada limite pode variar com o número de Prandlt?c)Pesquise outros dois exemplos de parâmetros adimensionais e explique o que eles representam.
Respostas
Os números de Reynolds (Re), Prandlt (Pr) e Nusselt (Nu), são grandezas muito utilizadas no estudo da transferência de calor.
(a) Os números de Nusselt é utilizado para determinar parâmetros através de relações de similaridade. Esse número é uma divisão da quantidade de Transferência de calor por convecção pela transferência de calor pela condução.
Já o Número de Prandlt é a razão de difusividade de momento (viscosidade cinemática) e difusividade térmica de um fluido, sendo uma medida da eficiência destras transferências nas camadas limites da hidrodinâmica e térmica.
(b) Em alguns problemas de transferência de calor, o número Pr controla a espessura relativa das camadas limites de momento e térmica. Quando Pr é pequeno , significa que o calor difunde-se muito facilmente comparado à velocidade.
(c) Como exemplo de outros dois números admensionais é possível encontrar:
- Número Abbe que é uma comparação entre o índice de refração do material nas suas distintas frequências.
V = np - 1 / nf - nc
- Número de Fourier caracteriza a condução de calor. É a razão entre a taxa de condução de calor para a taxa de armazenamento de energia térmica.