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Dinâmica de Fluidos - Dca.ufcg.edu.br

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I.5 EQUAÇÃO DA CONTINUIDADE DE MASSAPartindo do princípio <strong>de</strong> conservação <strong>de</strong> massa, em que a massa é conservada <strong>de</strong>s<strong>de</strong> que não haja fontenem sumidouro <strong>de</strong>sta, tem-sedmdt= 0. (I.20)Para esse caso o N ≡ m (massa) , logo n = N m <strong>de</strong> em que se conclui que n = 1. Conforme aexpressão para <strong>de</strong>rivada substantiva dm/dt é dado por:dmdt∂= dv +∂ t∫∫∫ ρvc∫∫scρV . ndA(I.21)portanto, na forma integral temos que a equação da continuida<strong>de</strong> <strong>de</strong> massa é dada como∂∂t∫∫∫vcρ dv+∫∫sc ρV. ndA = 0 (I.22)sendo o primeiro termo a taxa <strong>de</strong> variação da massa no volume <strong>de</strong> controle (taxa <strong>de</strong> variação local) e o segundotermo o fluxo <strong>de</strong> massa resultante que entra (negativo) ou sai (positivo) através da superfície <strong>de</strong> controle enormal a esta.forma:Aplicando o teorema da divergência <strong>de</strong> Gauss no segundo termo da equação I.22, esta toma a seguinte∂∂t∫∫∫vcρ dv + ∇ . ρVdv= 0 (I.23)∫∫∫vcou∂ρ ∫∫∫ ( +∇ . ρV)dv = 0.(I.24)∂ tvcA equação da continuida<strong>de</strong> <strong>de</strong> massa na forma diferencial é obtida da equação I.24. Como essa integralé zero quem <strong>de</strong>ve ser zero é o integrando. Logo, tem-se∂ρ∂ t+∇ . ρV= 0 (I.25)que <strong>de</strong>smem<strong>br</strong>ando o segundo termo assume a forma∂ρ∂ t + V. ∇ ρ + ρ∇ . V = 0 (I.26)ou a formadρdt+ ρ∇. V = 0 (I.27)14

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