O método de velocidade da área, também conhecido como método hodógrafo , é uma técnica usada na dinâmica fluida analisar o movimento de uma partícula fluida. Ele se concentra particularmente em entender a relação entre a velocidade de uma partícula fluida e a área que ele varre em um certo período de tempo.

Aqui está um detalhamento do método e de seus aplicativos:

Conceitos -chave:

* VELOCIDADE DE ÁREA: Imagine uma partícula fluida se movendo pelo espaço. À medida que se move, ele traça um caminho. A área varrida por esse caminho ao longo de um determinado tempo é chamada de velocidade área . É essencialmente a taxa na qual o caminho da partícula cobre a área.
* hodógrafo: Um hodógrafo é uma representação gráfica da velocidade de uma partícula de fluido em diferentes momentos. Ele plota o vetor de velocidade em função do tempo.

O método:

1. Visualize o fluxo: Considere uma partícula fluida que se move em um campo de fluxo.
2. Construa o hodógrafo: Rastreie o vetor de velocidade da partícula em diferentes momentos. Isso forma o hodógrafo.
3. Calcule a velocidade da área: A área varrida pelo hodógrafo por um determinado intervalo de tempo representa a velocidade da área.
4. conectar a velocidade da área aos parâmetros de fluxo: A velocidade da área pode estar relacionada a vários parâmetros de fluxo, como:
* vazão de massa: A velocidade da área é diretamente proporcional à taxa de fluxo de massa do fluido.
* Fluxo de momento: A taxa de mudança de velocidade de área é proporcional ao fluxo de momento através do campo de fluxo.
* Momento angular: A velocidade da área está diretamente relacionada ao momento angular da partícula do fluido.

Aplicações:

O método de velocidade da área encontra aplicações em diversas áreas de dinâmica de fluidos, incluindo:

* Analisando fluxos rotativos: O método é particularmente útil para estudar o movimento de partículas de fluido em sistemas rotativos, como turbinas ou ciclones.
* Entendendo o fluxo através de bicos e difusores: Ajuda a analisar a alteração na velocidade e a área à medida que os fluidos fluem através de seções convergentes ou divergentes.
* Analisando o fluxo em torno de aerofólios: O conceito de velocidade da área é utilizado para entender as forças de elevação e arrasto nos aerofólios.

Vantagens:

* fornece uma representação visual: O hodógrafo oferece uma maneira visual de entender a variação da velocidade com o tempo.
* relata a velocidade e a área: O método conecta diretamente a velocidade da partícula de fluido à área em que varre.
* Útil para fluxos complexos: Pode ser aplicado para analisar padrões de fluxo complexos onde os métodos tradicionais podem ser difíceis.

Limitações:

* Suposição de fluxo constante: O método é geralmente aplicado a fluxos constantes, onde a velocidade em um ponto permanece constante ao longo do tempo.
* não aplicável a todos os fluxos: Nem sempre é adequado para fluxos ou fluxos altamente instáveis ​​com turbulência significativa.

Em conclusão, o método de velocidade da área é uma ferramenta poderosa na dinâmica de fluidos que ajuda a analisar o movimento das partículas de fluido, conectando a velocidade à área varrida pelo caminho da partícula. Ele fornece informações valiosas sobre vários fenômenos de fluxo e é amplamente utilizado em diferentes aplicações.