Mec¢nica dos Fluidos Fundamentos da Cinemtica dos Fluidos

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  • Mecnica dos Fluidos Fundamentos da Cinemtica dos Fluidos
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  • O que escoamento? Mudana de forma do fluido sob a ao de um esforo tangencial; Fluidez: capacidade de escoar, caracterstica dos fluidos;
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  • Definies Importantes Trajetria Linha de Corrente Tubo de corrente Linha de emisso
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  • Trajetria Linha traada por uma dada partcula ao longo de seu escoamento X y z Partcula no instante t1 Partcula no instante t2 Partcula no instante t3
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  • Linha de Corrente Linha que tangencia os vetores velocidade de diversas partculas, umas aps as outras Duas linhas de corrente no podem se interceptar (o ponto teria duas velocidades) X y z Partcula 1 no instante t Partcula 2 no instante t Partcula 3 no instante t v1 v2 v3
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  • Tubo de Corrente No interior de um fluido em escoamento existem infinitas linhas de corrente definidas por suas partculas fluidas A superfcie constituda pelas linhas de corrente formada no interior do fluido denominada de tubo de corrente ou veia lquida
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  • Linha de Emisso Linha definida pela sucesso de partculas que tenham passado pelo mesmo ponto; A pluma que se desprende de uma chamin permite visualizar de forma grosseira uma linha de emisso; Ponto de Referncia
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  • Mtodos para o estudo da cinemtica dos fluidos Mtodo de Lagrange Mtodo de Euler
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  • Mtodo de Lagrange Descreve o movimento de cada partcula acompanhando-a em sua trajetria real; Apresenta grande dificuldade nas aplicaes prticas; Para a engenharia normalmente no interessa o comportamento individual da partcula e sim o comportamento do conjunto de partculas no processo de escoamento.
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  • Mtodo de Euler Consiste em adotar um intervalo de tempo, escolher uma seo ou volume de controle no espao e considerar todas as partculas que passem por este local; Mtodo preferencial para estudar o movimento dos fluidos: praticidade.
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  • Classificao Geomtrica; Classificao quanto variao no tempo Classificao quanto ao movimento de rotao Classificao quanto trajetria (direo e variao) Classificao do Escoamento
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  • Escoamento Tridimensional Escoamento Tridimensional: As grandezas que regem o escoamento variam nas trs dimenses. Escoamento Bidimensional Escoamento Bidimensional: As grandezas do escoamento variam em duas dimenses ou so tridimensionais com alguma simetria. Escoamento Unidimensional Escoamento Unidimensional: So aqueles que se verificam em funo das linhas de corrente (uma dimenso). Classificao Geomtrica do Escoamento
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  • Quanto variao no tempo: Permanente: As propriedades mdias estatsticas das partculas fluidas, contidas em um volume de controle permanecem constantes. No Permanente Quando as propriedades do fluido mudam no decorrer do escoamento; Classificao do Escoamento
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  • Quanto ao movimento de rotao: Rotacional Rotacional: A maioria das partculas desloca-se animada de velocidade angular em torno de seu centro de massa; Irrotacional Irrotacional: As partculas se movimentam sem exibir movimento de rotao (na maioria das aplicaes em engenharia despreza-se a caracterstica rotacional dos escoamentos) Classificao do Escoamento
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  • Quanto Variao da da trajetria: Uniforme: Uniforme: Todos os pontos de uma mesma trajetria possuem a mesma velocidade. Variado Variado: Os pontos de uma mesma trajetria no possuem a mesma velocidade. Classificao do Escoamento
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  • Quanto Direo da trajetria: Escoamento Laminar Escoamento Laminar: As partculas descrevem trajetrias paralelas. Escoamento turbulento Escoamento turbulento: As trajetrias so errantes e cuja previso impossvel; De Transio De Transio: Representa a passagem do escoamento laminar para o turbulento ou vice-versa. Classificao do Escoamento
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  • Vazo em Volume Vazo a quantidade em volume de fluido que atravessa uma dada seo do escoamento por unidade de tempo. Conceitos Bsicos de Vazo
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  • Vazo em Massa Vazo em massa a quantidade em massa do fluido que atravessa uma dada seo do escoamento por unidade de tempo.. Conceitos Bsicos de Vazo
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  • Vazo em Peso Vazo em peso a quantidade de peso do fluido que atravessa uma dada seo do escoamento por unidade de tempo.. Conceitos Bsicos de Vazo
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  • Condutos Forados: So aqueles onde o fluido apresenta um contato total com suas paredes internas. A figura mostra um dos exemplos mais comuns de conduto forado, que o de seo transversal circular. Classificao bsica dos condutos
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  • Condutos Livres So aqueles onde o fluido apresenta um contato apenas parcial com suas paredes internas. Neste tipo de conduto observa-se sempre uma superfcie livre, onde o fluido est em contato com o ar atmosfrico. Os condutos livres so geralmente denominados de canais, os quais podem ser abertos ou fechados. Classificao bsica dos condutos
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  • Condutos Livres Classificao bsica dos condutos
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  • Lei de Newton da viscosidade Para que possamos entender o valor desta lei, partimos da observao de Newton na experincia das duas placas: v v = constante V=0
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  • Princpio de aderncia: experincia das duas placas As partculas fluidas em contato com uma superfcie slida tm a velocidade da superfcie que encontram em contato. F v v = constante V=0
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  • Segunda classificao dos fluidos Fluidos newtonianos so aqueles que obedecem a lei de Newton da viscosidade; Fluidos no newtonianos so aqueles que no obedecem a lei de Newton da viscosidade. Observao: s estudaremos os fluidos newtonianos
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  • Segunda classificao dos fluidos Um fluido ideal no tem viscosidade: escoa sem que seja necessrio submet-lo a uma tenso de cisalhamento
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  • Experimento de Reynolds Ler o texto indicado e descrever com suas palavras o experimento de Reynolds Entender o Nmero de Reynolds