CINEMÁTICA DOS FLUIDOS – CAP. 33.1 - Regimes ou Movimentos Variado e Permanente:

Regime Permanente é aquele em que todas as propriedades do fluido (sistema) são invariáveis em cada ponto, com o passar do tempo, mas podem variar de ponto para ponto.

Q1 = Q2, portanto em cada ponto velocidade, pressão, massa específica são sempre os mesmos em cada ponto, porém existe diferenças entre os pontos (Pressão-Stevin)

Caso a vazão Q1≠Q2 ou sofram alterações, o regime passa a sofrer alterações velocidade, pressão, etc. ... Sendo caracterizado como Regime Variado (Transiente).

Q1

Q2

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Quando um reservatório tem grandes dimensões (Represa), e o nível pela sua área não varia significativamente, pode-se considerar como regime permanente (Nível Contante-NCFig-a)

Porém se o nível sofre alteração significativa, esse é considerado como REGIME VARIADO, causando impacto em quase todas as variáveis ou características do fluído.

Outra forma do nível ser constante é através de um sistema de controle de nível, que é muito comum em vários processos, evitando que o nível de fluido fique abaixo de um limitemínimo de segurança operacional (ex.: caixa d’água residencial).

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Experiência de Reynolds:

Reynolds montou o esquema abaixo para variar a condição de escoamento do fluido através da alteração da velocidade do mesmo, acompanhando essas pela dinâmica do filetede corante que acompanha o fluxo do sistema.

3.2 – Escoamento Laminar ou Turbulento:

1º CASO: Pouca velocidade e as partículas viajam praticamente sem agitação, onde não existe transferência de massa entre o corante e a água, fazendo o filete ser contínuo;

2º CASO: Muita velocidade e as partículas viajam em todas as direções da tubulação, existegrande transferência de massa devido a agitação, fazendo com que o filete desapareça.

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Escoamento Laminar: Quando as partículas se deslocam em lâminas individualizadas, sem troca de massa entre elas;

Escoamento Turbulento: Quando as partículas apresentam movimento aleatório macroscópico, isto é , a velocidade apresenta componentes transversais ao movimento geral do conjunto do fluido.

Número de Reynolds: Ele comprovou que o fato do regime ser Turbulento ou Laminar dependeria de um valor numérico Adimensional que envolveria: v,μ,ρ,v e D

Re < 2.000 – Escoamento Laminar2000< Re < 2.400 - Escoamento de Transição Re > 2.400 – Escoamento Turbulento

O movimento TURBULENTE é variado por NATUREZA, devido as variações de cada ponto.Porém com condição simplificadora, pode-se considerá-lo permanente através das médiasencontradas em cada ponto.

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3.3 – Trajetória ou Linha de Corrente:

Trajetória é o lugar geométrico dos pontos ocupados por uma partícula em instantes sucessivos. Nota-se que a equação de Trajetória de uma partícula será obtida através do Ponto inicial e das suas oscilações em função do tempo vs distância percorrida

Linha de Corrente é a linha tangente aos vetores de velocidade de diferentes partículas no mesmo instante.

Tubo de Corrente é a superfície de forma tubular formada pelas linhas de correntes que se apóiam em uma linha fechada geométrica qualquer.

a) Os tubos de correntes são fixos quando o regime é permanente;

b) Os tubos de correntes são impermeáveis a passagem de massa, isto é, não existe passagem de partícula do fluido através do tubo de corrente. 5

3.4 – Escoamento Unidimensional ou Uniforme na Seção:

O escoamento é dito unidimensional quando uma única coordenada é suficiente para descrever sua trajetória e propriedades. Nesse caso a velocidade v=f(x)

O escoamento é dito bidimensional quando duas coordenadas (x,y) são necessárias para descrever sua trajetória e propriedades. Nesse Caso a velocidade v=f(x,y)

O escoamento é dito tridimensional quando três coordenadas (x,y,z) são necessárias para descrever sua trajetória e propriedades. Nesse caso a velocidade v=f(x,y,z)

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3.5 – Vazão – Velocidade Média na Seção :

Dimensão Unidades de Volume/tempo(L/s,m³/s,m³/h,L/min, etc)

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Velocidade Média Real: Velocidade Média válida somente para escoamentounidimensional

M M

3.5 Equação da continuidade para Regime Permanente:

Quando tem-se Regime Permanenteos fluxos sempre são iguais, mesmo que para isso as variáveis do sistemaTenham diferenças entre si.

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