Gradiente de velocidade:uma medida de mudança de fluxo de fluido
O gradiente de velocidade é uma medida de como a velocidade de um fluido muda em relação à distância. É um conceito crucial na mecânica de fluidos, particularmente na compreensão do comportamento dos fluidos viscosos .
Aqui está um colapso:
O que significa: Imagine um fluido fluindo em um tubo. As partículas de fluido no centro do tubo provavelmente se moverão mais rápido do que as próximas às paredes do tubo devido ao atrito. O gradiente de velocidade descreve como essa velocidade muda à medida que você se move do centro em direção às paredes.
Representação matemática: O gradiente de velocidade é geralmente representado pela derivada da velocidade (v) em relação à distância (x):
dv/dx Isso nos diz quanto a velocidade muda para cada alteração da unidade na distância.
unidades: As unidades de gradiente de velocidade são tipicamente
metros por segundo por metro (m/s/m) ou
segundos recíprocos (1/s) .
Significado: O gradiente de velocidade está diretamente relacionado ao estresse
de cisalhamento experimentado por um fluido. Essa tensão de cisalhamento é o que faz com que o fluido resista a deformação e fluxo.
Aqui estão alguns exemplos de como o gradiente de velocidade é usado:
*
viscosidade: A viscosidade, uma medida da resistência de um fluido ao fluxo, é diretamente proporcional ao gradiente de velocidade.
*
Camadas de limite: Compreender o gradiente de velocidade próximo a uma superfície sólida é essencial para o estudo dos fenômenos da camada limite.
*
Turbulência: Os gradientes de velocidade desempenham um papel vital na formação de turbulência em fluidos.
em resumo: O gradiente de velocidade é um conceito fundamental na mecânica de fluidos que quantifica a mudança na velocidade a uma distância. É crucial para entender vários aspectos do comportamento fluido, como viscosidade, tensão de cisalhamento, formação de camada limite e turbulência.
