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Mecanica dos fluidos Aula2

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slide com aula e materia de mecânica dos fluidos

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  • Disciplina: Mecnica dos FluidosEscola de Engenharia de LorenaEEL USP

    Profa. Dra. Daniela Helena Pelegrine Guimares (email: [email protected])CONCEITOS E PROPRIEDADES FUNDAMENTAIS DOS FLUIDOS;

    ESTTICA DOS FLUIDOS;

    CONCEITOS LIGADOS AO ESCOAMENTO DOS FLUIDOS;

    ESCOAMENTO INCOMPRESSVEL DE FLUIDOS NO VISCOSOS;

    ESCOAMENTO VISCOSO INCOMPRESSVEL.

  • MANMETROS; EMPUXO. UNIDADES E ESCALAS PARA MEDIDAS DE PRESSO;2. ESTTICA DOS FLUIDOS: EQUAO FUNDAMENTAL;

  • I. EQUAO FUNDAMENTAL: FLUIDO EM REPOUSO =0 CONCLUSO: PARA UM FLUIDO ESTTICO, SOMENTE A TENSO NORMAL ESTAR PRESENTE. PRESSO

  • IMPORTNCIA EM ESTUDAR ESTTICA DOS FLUIDOS: - CLCULOS DE FORAS SOBRE OBJETOS SUBMERSOS; - DESENVOLVER INSTRUMENTOS PARA MEDIR PRESSO;- DEDUO DE PROPRIEDADES DA ATMOSFERA E DOS OCEANOS;- DETERMINAO DE FORAS DESENVOLVIDAS POR SISTEMAS HIDRULICOS (PRENSAS INDUSTRIAIS, FREIOS DE AUTOMVEIS). FLUIDO HOMOGNEO E ESTTICO: UMA PARTCULA FLUIDA RETM SUA IDENTIDADE POR TODO O TEMPO E OS ELEMENTOS FLUIDOS NO DEFORMAM: APLICAMOS A SEGUNDA LEI DO MOVIMENTO DE NEWTON.

  • YXZ- SUPERFCIE- NORMAIS- TANGENCIAIS PRESSO CISALHAMENTO- CORPO (OU CAMPO)= 0 para fluido ESTTICOFORAS:

  • A) FORA DE CAMPO:MAS:XYz(x,y,z)(x+dx, y+dy, z+dz)dy dzdx

  • B) FORA DE SUPERFCIE: PRESSO:- NA FACE ESQUERDA: - EM O: PRESSO=p- NA FACE DIREITA:

  • - COMO A FORA RESULTANTE LEVA EM CONSIDERAO AS FORAS DE CAMPO E DE SUPERFCIE:- OU, POR UNIDADE DE VOLUME:- APLICANDO A SEGUNDA LEI DE NEWTON: PARA CADA COMPONENTE:

  • XYz- PARA UM FLUIDO INCOMPRESSVEL:TEOREMADESTEVINII) UNIDADES E ESCALAS PARA MEDIDAS DE PRESSO:760 mm Hg = 1 atm = 1,013 X 105 Pa = 1,0332 Kgf/cm2 =24 psi

  • Presso a mesma em todas as direes; Fluido em repouso: mesma presso em todos os pontos situados a uma mesma altura, no importa o formato do recipiente; Se a presso for nula na superfcie livre, ento, a uma dada profundidade: h

  • Nos gases, caso a diferena de cota entre dois pontos no seja muito grande: ABC LEI DE PASCAL: A presso aplicada num ponto de fluido em repouso transmite-se integralmente a todos os pontos do fluido:

  • EXEMPLO: A figura mostra esquematicamente uma prensa hidrulica. Os dois mbolos tm, respectivamente, A1=10 cm2 e A2=100 cm2. Se for aplicada uma fora de 200N no mbolo (1), qual ser a fora transmitida em (2)?(2)(1)F2p2F1p1 Presso Absoluta ou Presso Total:

  • Presso Atmosfrica: depende da altitude do local:

    Santos: Patm = 760 mm Hg = 1 atm = 1,013 X 105 Pa

    So Paulo: Patm =706 mmHg=0,93 atm= 9,42 X 104 Pa

  • Presso Manomtrica: Manmetro em U: III) MANMETROS:

  • Tubo de Bourdon: - Princpio de Funcionamento: curvatura originada em um tubo de seco elptica, pela presso exercida em seu interior. SECO ELPTICA SECO CIRCULAR DESENROLAR DO TUBO

  • EXERCCIOS: Qual a altura da coluna de mercrio (Hg=13.600Kg/m3) que ir produzir na base a mesma presso de uma coluna de gua de 5 m de altura? (H2O=1.000 Kg/m3).

    2) No manmetro da figura, o fluido A gua e o B, mercrio. Qual a presso p1? Dados: Hg=13600Kg/m3;H2O=1000Kg/m3.

    3) No manmetro diferencial da figura, o fluido A gua, B leo e o fluido manomtrico mercrio. Sendo h1=25 cm, h2=100 cm, h3=80cm e h4=10 cm, qual a diferena de presso pa-pb? Dados: H2O=1000Kg/m3; Hg=13600Kg/m3; leo=800 Kg/m3 .

  • 4) No sistema da figura, desprezando-se o desnvel entre os cilindros, determinar o peso G, que pode ser suportado pelo pisto V. Desprezar os atritos. Dados: p1=500kPa; AI=10 cm2; AHI=2 cm2; AII=2,5 cm2; AIII=5 cm2; AIV=20 cm2;AV=10 cm2; h=2,0m; Hg=13600Kg/m3.5) Calcular a leitura no manmetro A da figura. Hg=13600Kg/m3.

  • 6) Calcular a presso registrada no manmetro representado pela figura a seguir. Qual a fora que age sobre o topo do reservatrio?

  • IV) EMPUXO:PRINCPIO DE ARQUIMEDES: em um corpo, total ou parcialmente imerso em um fluido, age uma fora vertical de baixo para cima, denominada EMPUXO , cuja intensidade igual ao peso do volume de fluido deslocado.E = .V G- Corpo flutuar se:- Corpo afundar se:UVBFyFyE = .V

  • EXERCCIOS: Um cilindro de ferro fundido, de 30 cm de dimetro e 30 cm de altura imerso na gua do mar (=10300 N/m3). Qual o empuxo que a gua exerce no cilindro? Qual seria o empuxo se o cilindro fosse de madeira (=7500N/m3)? Neste caso, qual seria a altura submersa do cilindro?

    hsub

  • 2) Um corpo pesa 800 N no ar e, quando submerso em gua (H2O=10000N/m3), tem um peso aparente de 500 N. Determinar o volume do corpo e seu peso especfico.

  • 3) Caixas de livros, cada qual com 20 kg, so colocadas sobre uma balsa quadrada de 3 metros de lado e 11 cm de espessura, que flutua em guas calmas. A madeira da balsa tem densidade relativa de 0,6. Quantas caixas podem ser colocadas sobre a balsa sem haver perigo de os livros molharem?

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