em física, fluid flow tem todos os tipos de aspectos — constante ou instável, compressível ou incompressível, viscoso ou não viscoso, e rotacional ou irrotacional, para citar alguns. Algumas dessas características refletem as propriedades do próprio líquido, e outras se concentram em como o fluido está se movendo.
observe que o fluxo de fluido pode ficar muito complexo quando se torna turbulento. Os físicos não desenvolveram nenhuma equação elegante para descrever a turbulência porque como a turbulência funciona depende do sistema individual – se você tem água em cascata através de um tubo ou ar saindo de um motor a jato. Normalmente, você tem que recorrer a computadores para lidar com problemas que envolvem turbulência de fluidos.
uniformidade do fluido: fluxo constante ou instável
o fluxo de fluido pode ser constante ou instável, dependendo da velocidade do fluido:
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calma. No fluxo de fluido constante, a velocidade do fluido é constante em qualquer ponto.
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instável. Quando o fluxo é instável, a velocidade do fluido pode diferir entre dois pontos.
por exemplo, suponha que você esteja sentado ao lado de um riacho e observe que o fluxo de água não é estável: você vê redemoinhos e retrolavagem e todos os tipos de turbilhão. Imagine vetores de velocidade para cem pontos na água, e você obtém uma boa imagem do fluxo instável — os vetores de velocidade podem estar apontando por todo o mapa, embora os vetores de velocidade geralmente sigam o fluxo médio geral do fluxo.
squeezability fluido: Fluxo compressível ou incompressível
o fluxo de fluido pode ser compressível ou incompressível, dependendo se você pode comprimir facilmente o fluido. Os líquidos são geralmente quase impossíveis de comprimir, enquanto os gases (também considerados fluidos) são muito compressíveis.
Um sistema hidráulico funciona apenas porque os líquidos são incompressível, isto é, quando você aumentar a pressão em um local no sistema hidráulico, a pressão aumenta para corresponder em todos os lugares, em todo o sistema. Os Gases, por outro lado, são muito compressíveis — mesmo quando o pneu da bicicleta está esticado até o limite, você ainda pode bombear mais Ar para dentro dele empurrando o êmbolo e apertando-o.
espessura do fluido: fluxo viscoso ou não viscoso
o fluxo de líquido pode ser viscoso ou não viscoso. A viscosidade é uma medida da espessura de um fluido, e fluidos muito gloppy, como óleo de motor ou xampu, são chamados de fluidos viscosos.
a viscosidade é na verdade uma medida de atrito no fluido. Quando um fluido flui, as camadas de fluido se esfregam umas contra as outras e, em fluidos muito viscosos, o atrito é tão grande que as camadas de fluxo se puxam umas contra as outras e dificultam esse fluxo.A viscosidade geralmente varia com a temperatura, porque quando as moléculas de um fluido estão se movendo mais rápido (quando o fluido está mais quente), as moléculas podem deslizar mais facilmente umas sobre as outras. Então, quando você derramar xarope de panqueca, por exemplo, você pode notar que é muito grosso na garrafa, mas a calda fica bastante escorrendo quando se espalha sobre as panquecas quentes e aquece.
fiação fluida: Fluxo rotacional ou irrotacional
o fluxo de fluido pode ser rotacional ou irrotacional. Se, ao viajar em um loop fechado, você somar todos os componentes dos vetores de Velocidade do fluido ao longo de seu caminho e o resultado final não for zero, o fluxo será rotacional.
para testar se um fluxo tem um componente rotacional, você pode colocar um pequeno objeto no fluxo e deixar o fluxo carregá-lo. Se o pequeno objeto girar, o fluxo é rotacional; se o objeto não girar, o fluxo é irrotacional.
por exemplo, olhe para a água que flui em um riacho. Ele eddies em torno de pedras, curling em torno de obstáculos. Em tais locais, o fluxo de água tem um componente rotacional.
alguns fluxos que você pode pensar que são rotacionais são realmente irrotacionais. Por exemplo, longe do centro, um vórtice é na verdade um fluxo irrotacional! Você pode ver isso se olhar para a água que escorre da banheira. Se você colocar um pequeno objeto flutuante no fluxo, ele contornará o orifício do plugue, mas não girará sobre si mesmo; portanto, o fluxo é irrotacional.
por outro lado, fluxos que não têm rotação aparente podem realmente ser rotacionais. Pegue um fluxo de cisalhamento, por exemplo. Em um fluxo de cisalhamento, todo o fluido está se movendo na mesma direção, mas o fluido está se movendo mais rápido de um lado. Suponha que o fluido esteja se movendo mais rápido à esquerda do que à direita. O fluido não está se movendo em um círculo, mas se você colocar um pequeno objeto flutuante nesse fluxo, o fluxo no lado esquerdo do objeto é um pouco mais rápido, então o objeto começa a girar. O fluxo é rotacional.