Caudal

Referência : Ferreira, M., (2014) Caudal, Rev. Ciência Elem., V2(4):076
Autor: Miguel Ferreira
Editor: Joaquim Agostinho Moreira
DOI: [http://doi.org/10.24927/rce2014.076]

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O caudal volumétrico ($Q$) é a quantidade de volume de um fluido que atravessa uma determinada área por unidade de tempo. Designa-se caudal mássico ($Q_m$) à massa que atravessa por unidade de tempo uma dada área.

Num fluido incompressível, de densidade $\rho$, o caudal mássico é dado pelo produto da densidade do fluido pelo caudal:

$Q_m = \rho Q$.

Cálculo do Caudal num regime de escoamento laminar

A área contida no paralelogramo de lado $d \vec{r}$ é a mesma que no rectângulo de lado $|d \vec{r}| cos(\theta)$. Usando o rectângulo pode tratar-se com mais facilidade o problema.

No que se segue, consideraremos um fluido em escoamento laminar ao longo de uma conduta e uma superfície plana, de área A. Na vizinhança da superfície plana considerada, a velocidade do fluido é $\vec{v}$ e faz um ângulo $\theta$ com a normal à superfície. Consideremos ainda um intervalo de tempo $\Delta t$. O volume de fluido que atravessa a superfície no intervalo de tempo $\Delta t$ é:

$\Delta V = |\vec{v}| cos(\theta) A \Delta t$.

Por definiçõ, o caudal volumétrico é dado pela expressão:

Representação das linhas de corrente de um fluido laminar a atravessar uma secção recta de área A.

$Q = \frac{\Delta V}{\Delta t} = |\vec{v}| cos(\theta) A$.

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Criada em 05 de Agosto de 2011
Revista em 27 de Novembro de 2011
Aceite pelo editor em 27 de Novembro de 2011