ESCOAMENTO LAMINAR EM DUTOS DE SETOR CIRCULAR

Resumo

O escoamento de fluidos no interior de dutos é de grande importância na engenharia, pois está presente na maioria dos equipamentos de aplicação residencial, comercial e industrial. Neste trabalho foi apresentada uma solução híbrida analítico-numérica do problema fluidodinâmico de escoamento laminar completamente desenvolvido em dutos de setor circular. Para facilitar o tratamento analítico e a aplicação das condições de contorno, uma Transformação Conforme foi utilizada. Feito isso, a Técnica da Transformada Integral Generalizada foi aplicada na equação do momentum para determinação do campo de velocidade. Os resultados numéricos foram obtidos para parâmetros fluidodinâmicos de interesse, tais como: velocidades média e máxima, fator de atrito de Fanning, número de Poiseuille, fator de Hagenbach e comprimento de entrada fluidodinâmico. Os resultados foram comparados, quando possível, com aqueles disponíveis na literatura e apresentaram uma ótima concordância, com uma diferença inferior a 1,5%. Palavras-chave: Transformada Integral, Transformação Conforme, Escoamento Laminar, Fluido Newtoniano, Setor Circular. ABSTRACT The fluid flow inside ducts is of great importance in engineering, because it is present in most domestic, commercial, and industrial application equipments. In this work was presented a hybrid analytical-numerical solution to hydrodynamic problem of fully developed laminar flow inside circular sector ducts. In order to facilitate the analytical treatment and the application of the boundary conditions, a Conformal Transform was used. Thereafter, the Generalized Integral Transform Technique was applied on the momentum equation to obtain the velocity field. Numerical results were obtained for quantities of practical interest, such as maximum and minimum velocity, Fanning friction factor, Poiseuille number, Hagenbach factor, and hydrodynamic entry length. The results were compared, as much as possible, with the parameter values available in the literature and they presented a great agreement, with a difference less than 1.5%. Keywords: Integral Transform, Conformal Transform, Laminar Flow, Newtonian Fluid, Circular Sector.