O que é um velocímetro?

Um velocímetro é um dispositivo usado para medir a velocidade de fluidos e gases. Alguns velocímetros medem os movimentos de partículas que foram suspensas no fluido, enquanto outros usam apenas a luz refletida dos lasers. O estudo da velocidade de fluidos e gases é chamado velocimetria.

Um velocímetro pode ser usado para medir dois tipos diferentes de dinâmica de fluidos. Uma "especificação lagrangiana do campo de fluxo" é quando partículas são jogadas no fluido e seus movimentos são observados. É semelhante a ver um bastão sendo carregado pela corrente ou preso em um redemoinho. Uma "especificação euleriana do campo de fluxo" observa um ponto específico no fluxo durante um período de tempo. Isso é análogo a sentar na margem e assistir a uma curva do rio.

A velocimetria de partículas é quando as partículas são introduzidas na água e sua velocidade é medida. As partículas podem ser gotículas minúsculas de água ou óleo, ou pellets de metal e vidro. Um velocímetro mede a velocidade dessas partículas tirando uma foto delas em um ponto do movimento no fluxo. Em seguida, outra foto é cronometrada para ser tirada alguns momentos depois. As duas fotos serão comparadas e a velocidade geral do fluido será determinada.

A "câmera" usada para tirar as fotos das partículas é um raio laser. Duas lentes achatam e ampliam o feixe para criar um flash curto, que é então analisado para criar uma imagem bidimensional ou 2D. Lasers são usados ​​porque as partículas são velozes e microscópicas. Uma lente de câmera normal não pode abrir e fechar com rapidez suficiente para capturar seus movimentos.

Outro tipo de velocímetro é chamado velocímetro Doppler. Nesse tipo de velocimetria, as reflexões da luz são medidas em vez de partículas. O velocímetro direciona um feixe de laser sobre as artérias de um paciente, por exemplo, e a maneira como a luz reflete no sangue em movimento dirá ao técnico quão bem o sangue está circulando. Esse tipo de medição vem do efeito Doppler, quando a velocidade da luz pode ser avaliada medindo a frequência de uma onda em relação ao observador.

Velocimetria tem muitas aplicações práticas. Um velocímetro pode determinar o "turbilhão" de gases e fluidos em motores de combustão, fornos, secadores por spray e plantas de processamento químico. O conhecimento de como os fluidos se movem nas máquinas ajuda os projetistas a planejar o desgaste, diagnosticar problemas e a praticidade geral do sistema. Como a velocimetria a laser não é invasiva, também pode ser usada como parte de procedimentos médicos.