Mecânica dos Fluidos

Prof. Dr. Gabriel L. Tacchi Nascimento

A ementa

Introdução a Mecânica dos Fluidos Conceitos Fundamentais Fundamentos de Fluidoestática Fundamentos de Escoamentos dos Fluidos Escoamento Incompressível de Fluidos Não-Viscosos Escoamento Interno de Fluidos Viscosos e

Incompressíveis Medidas de Escoamento e Perda de Carga Fundamentos de Análise Dimensional e Semelhança Fundamentos de Escoamento Externo.

Objetivos de aprendizagem

1. Desenvolver habilidade de análise de fluidos em repouso ou em movimento.

2. Desenvolver habilidade na resolução de problemas. 3. Desenvolver habilidade na utilização das unidades de

medida nos sistemas SI (MKS), CGS e Inglês. 4. Utilizar modelos matemáticos com solução analítica

para análise de situações reais. 5. Interpretar dados experimentais e apresentá-los na

forma de equações, gráficos, tabelas e análises estatísticas em relatórios de aulas práticas de laboratório.

6. Desenvolver habilidade na realização de atividades em equipe.

NOVO SISTEMA DE AVALIAÇÃO

FIQUEM ATENTOS!...

O novo Sistema de Avaliação entrará em vigor a partir do início do período letivo 2011/2, em todas as áreas, em todos os cursos e em todas as unidades da Kroton Educacional.

SISTEMA DE AVALIAÇÃO

Os cursos das áreas de Engenharias e CST terão o seguinte sistema de Avaliação: 1ª. Bimestral = 10 pontos 2ª. Bimestral = 10 pontos Notal Final = 1ª.Bimestral + 2ª. Bimestral 2 E ainda: Exame Final Segunda Chamada

SISTEMA DE AVALIAÇÃO

As médias bimestrais do 1o e 2o bimestres serão compostas por: Oficial – Esta Avaliação Individual deverá ser composta de questões objetivas e descritivas, com resultados avaliados de 0 (zero) a 10 (dez), compondo 70% (setenta por cento) do valor da nota bimestral. Parcial – A(s) avaliação(ões) parcial(is) será(ão) composta(s) por prova(s), teste(s), simulações, exercícios, aulas práticas etc (Nosso Trabalho em Equipe). O resultado da avaliação parcial deverá ser de 0 (zero) a 10 (dez), compondo 30% (trinta por cento) da nota bimestral.

SISTEMA DE AVALIAÇÃO

1ª. Bimestral = [(1ª. Oficial x 0,7) + (1ª. Parcial x 0,3)] 2ª. Bimestral = [(2ª. Oficial x 0,7) + (2ª. Parcial x 0,3)]

SISTEMA DE AVALIAÇÃO

1) Será considerado APROVADO o acadêmico que obtiver nota igual ou superior a 6 (seis inteiros); 2) Será considerado REPROVADO o acadêmico que obtiver nota inferior a 4 (quatro inteiros); 3) O acadêmico que atingir nota maior ou igual a 4 (quatro inteiros) e menor do que 6 (seis inteiros) tem direito a submeter-se ao EXAME FINAL.

Notal Final = 1ª.Bimestral + 2ª. Bimestral 2

SISTEMA DE AVALIAÇÃO

A nota do EXAME FINAL formará média aritmética conforme fórmula abaixo:

Média = (Média das notas do 1º e 2º. Bimestre) + (Nota do Exame Final) 2

Será considerado APROVADO o acadêmico que, submetendo-se a EXAME FINAL, obtiver média aritmética maior ou igual a 6 (seis inteiros) entre a média final (média das avaliações bimestrais e semestral(ais) e do exame final;

SISTEMA DE AVALIAÇÃO

Observações: 1) Todas as médias serão apuradas até a decimal. Arredondam-se à casa decimal imediatamente inferior as médias com centesimal inferior a 5 (cinco) e à imediatamente superior, as com centesimal igual ou superior a 5 (cinco); 2) Segunda Chamada – Quando houver motivo justo, o aluno terá o direito de solicitar a realização de segunda chamada, ficando a mesma assim disciplinada:

- Em cada disciplina será realizada somente uma avaliação de segunda chamada por semestre letivo, de caráter cumulativo; - Tendo o aluno faltado às duas avaliações oficiais do semestre, ao fazer a segunda chamada terá sua nota atribuída ao 2o bimestre, ficando com 0 (zero) na avaliação oficial do 1º. Bimestre.

Bibliografia Básica

INTRODUÇÃO A MECÂNICA DOS FLUIDOS

Autor: ROBERT FOX Editora: LTC - LIVROS

TECNICOS E CIENTIFICOS

Edição: 7ª (2010) 6ª (2006)

Bibliografia Básica

Mecânica dos Fluidos: Fundamentos e Aplicações

Autor: YUNUS A. ÇENGEL & JOHN M. CIMBALA

Editora: MCGRAW-HILL BRASIL

Edição: 1ª (2007)

Bibliografia Básica

Fundamentos da Mecânica dos Fluidos

Autor: BRUCE R. MUNSON; Donald F. Young; Theodore H. Okiishi

Editora: Edgard Blucher Edição: 4ª (2004)

Como serão as avaliações

Respostas diretas para os questionamentos

Objetividade e foco Questões abertas Cálculos, quando necessário Siga as instruções

Como estudar

1) Pergunte e questione as suas dúvidas ao professor

2) Estude e revise as aulas anteriores antes de serem ministradas novas aulas

3) Procure e pesquise sobre o assunto na biblioteca e internet

4) Use o e-mail para conversar com o professor

5) Dificuldades => Converse com o professor

Contatos

6º PERÍODO Gabriel

gabriel.tacchi@terra.com.br

Forças

Fluido

Substância que se deforma continuamente quando submetida a uma tensão de cisalhamento.

Tensões de cisalhamento produzem deslocamento de um plano de átomos em relação ao plano adjacente.

Fluido

SÓLIDO LÍQUIDO GÁS Mantém sua forma, independente do recipiente.

Assume a forma do recipiente, mantendo uma superfície livre.

Expande-se ocupando todo o recipiente fechado.

Moléculas presas em uma estrutura por grandes forças intermoleculares.

Embora apresente grandes forças intermoleculares, essas apresentam boa mobilidade.

Pequenas forças de interação entre as moléculas, exceto nas colisões.

Altas densidades. ρFe= 7700 kg/m3.

Médias densidades ρágua= 1000 kg/m3.

Baixas densidades ρar= 1,2 kg/m3 (nível do mar).

FLUIDO

Mecânica dos Fluidos

Mecânica dos Fluidos: Ciência que trata do comportamento dos fluidos em repouso e em movimento. Estuda o transporte de quantidade de movimento nos fluidos.

História

Personagens da Mecânica dos Fluidos

Arquimedes (C. 287-212 BC)

Newton (1642-1727)

Leibniz (1646-1716)

Euler (1707-1783)

Navier (1785-1836)

Stokes (1819-1903)

Reynolds (1842-1912)

Prandtl (1875-1953)

Bernoulli (1667-1748)

Taylor (1886-1975)

Clima Tornados

Furacões Clima global

Tempestade

Veículos

Aeronaves

Submarinos Trem Bala

Navios

Meio Ambiente

Dispersão da poluição Hidrologia

Fisiologia e Medicina

Bomba de sangue Assistência ventricular

Esportes e recreação

Esportes náuticos

Automobilismo

Offshore Ciclismo

Surf

Aplicação em engenharia

Computer Simulations Save US $150,000 in Commuter Jet Design by

Reducing Wind Tunnel Testing

Aplicação em engenharia

Aplicação em engenharia

Por que estudar Mecânica dos Fluidos?

O desastre da ponte sobre o estreito de Tacoma (1940) evidencia as possíveis conseqüências que ocorrem, quando os princípios básicos da Mecânica dos Fluidos são negligenciados;

A ponte suspensa apenas 4 meses depois de ter sido aberta ao tráfego, foi destruída durante um vendaval;

Inicialmente, sob a ação do vento, o vão central pôs-se a vibrar no sentido vertical, passando depois a vibrar torcionalmente, com as torções ocorrendo em sentido oposto nas duas metades do vão. Uma hora depois, o vão central se despedaçava

Tacoma (EUA) – novembro de 1940

Volgograd (Rússia) – maio de 2010

Adicione aqui o Texto

Aplicação

Mecânica dos Fluidos – Sylvio Reynaldo Bistafa

Aplicação

A haste transmite a fa e, para equilibrar, exerce-se F=100N no pistão maior! “Um sólido transmite a força que se exerce sobre ele.”

“Um fluido transmite a pressão que se exerce sobre ele, em todas as direções.”

Esta propriedade dos fluidos, a de multiplicar ou reduzir uma força, tem muitas aplicações práticas: máquinas de fluxo, prensas, elevadores e freios.

Definições

Universo – tudo que existe Sistema Termodinâmico - região do

espaço delimitada fisicamente por superfícies geométricas arbitrárias reais ou imaginárias, que podem ser fixas ou móveis. Dentro dos seus limites, o sistema deverá estar cheio de matéria.

Arredores (Vizinhança) - tudo o que é externo ao sistema termodinâmico

Tipos de sistemas termodinâmicos

Sistema fechado - composto por uma quantidade de matéria com massa e identidade fixas; apenas calor e trabalho podem cruzar a fronteira do sistema.

Sistema aberto - massa, assim como calor e trabalho, pode atravessar a superfície de controle.

Regimes dos sistemas

Estado Estacionário (“steady state”) ou em Regime Permanente Se os valores de todas as variáveis de um processo

(todas as temperaturas, pressões, vazões, etc.) não se alteram com o tempo (a menos de pequenas flutuações) o processo é dito operar em estado estacionário ou regime permanente.

Estado Não Estacionário ou Regime Transiente São aqueles processos onde ocorrem alterações dos

valores das variáveis de processo com o tempo.

Regimes dos sistemas

T1 T2

ENTRA = SAI

Regimes dos sistemas

T1 T2

ENTRA < SAI

Regimes dos sistemas

T1 T2

ENTRA > SAI

Acúmulo

Natural de um regime transiente. Pode ser:

Massa Calor

Se não há acúmulo, o regime é permanente

Volume de controle

Volume de controle é um volume arbitrário no espaço, através do qual um fluido escoa. O seu contorno geométrico é chamado de superfície de controle.

Sistema de unidades

Sistemas de Unidades: As dimensões são nossos conceitos básicos de medida, tais como comprimento (L), tempo (T), massa (M) e temperatura (θ).

a) Sistemas de Unidades Absolutos: Existem três sistemas de unidades absolutos: o c.g.s. (CGS), o Giorgi ou SI (MKS) e o inglês (FPS). De todos estes, as dimensões fundamentais são comprimento, massa, tempo e temperatura.

Unidades Fundamentais do Sistema Absoluto.

Unidades Derivadas do Sistema Absoluto.

Sistema de unidades

Sistema de unidades

Grandezas Fundamentais Símbolo Unidade Abreviatura de Unidade

Comprimento L Metro mMassa M Quilograma kgTempo T Segundo sIntensidade da Corrente Elétrica I Ampére ATemperatura θ Kelvin KQuantidade de matéria η Mole molIntensidade Luminosa І Candela cd

Conversão de Unidades: A conversão de unidades de um sistema para outro é feita facilmente se as quantidades são expressas como uma função das unidades fundamentais de massa, comprimento, tempo e temperatura.

Exercício

Converta as seguintes unidades no SI:

a) 200 L b) 45 milhas c) 34 in2

d) 500 ft3/min e) 140 lbf/in2

f) 1,87 x10-5 lbf.s/ft2