Introdução à Mecânica dos Fluidos: Dinâmica dos ... - CEUNES
Introdução à Mecânica dos Fluidos: Dinâmica dos ... - CEUNES
Introdução à Mecânica dos Fluidos: Dinâmica dos ... - CEUNES
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
Introdução à Mecânica <strong>dos</strong> Flui<strong>dos</strong>:<br />
Dinâmica <strong>dos</strong> Flui<strong>dos</strong> (casos simples)<br />
Estudaremos flui<strong>dos</strong> escoando.<br />
Descrição de Lagrange:<br />
<br />
Observador fixo, segue um diferencial<br />
de fluido.<br />
<br />
Pode-se usar a dinâmica de uma<br />
partícula para estudar os infinitesimos<br />
que compoẽm o fluido.<br />
<br />
Para estudar o fluido estudamos as<br />
N componentes do fluido<br />
Varia com o<br />
tempo
Descrição de Euler:<br />
<br />
Observador fixo, estuda um ponto pixo<br />
do fluido (P).<br />
<br />
Descreve-se a variação da velocidade de<br />
cada infinitesimo que passa por P.<br />
P<br />
<br />
Define-se o campo de velocidades<br />
Não varia com o tempo<br />
Campo de velocidades: Conjunto de<br />
velocidades em todo ponto do fluido
Definições importantes:<br />
1. Linha de Corrente ou Linha de fluxo: É a trajetória seguida por<br />
um infinitesimo de fluido<br />
• A velocidade em um ponto é<br />
sempre tangente à linha de fluxo<br />
• Duas linhas de fluxo nunca podem<br />
se cruzar<br />
2. Tubo de fluxo: Um tubo de fluxo é definido pelas linhas de fluxo que<br />
passam pela borda de um área qualquer<br />
• Um tubo de fluxo atua como um<br />
tubo material<br />
• Nenhuma linha de fluxo interna sai<br />
do tubo de fluxo
Simplificações<br />
Escoamento laminar ou estacionário:<br />
Quando a velocidade em um ponto fixo<br />
qualquer não varia com o tempo<br />
• Escoamento suaves da água no centro de um<br />
rio.<br />
• Escoamento de águas em baixas velocidades<br />
Escoamento não viscoso: Quando não há<br />
variação de energia interna<br />
• Estudaremos apenas flui<strong>dos</strong> ideais (não<br />
viscosos)<br />
• A viscocidade nos flui<strong>dos</strong> é equivalente ao<br />
atrito nos sóli<strong>dos</strong><br />
• Escoamento de flui<strong>dos</strong> ligadas a<br />
reservatórios
Equação de Continuidade<br />
Em um fluido ideal estacionário, a vazão permanece constante ao longo de<br />
um tubo de fluxo (tubos materiais).<br />
Área da seção reta do<br />
tubo no ponto a estudar<br />
Vazão<br />
Velocidade ao passar pela<br />
Seção reta estudada
Equação de Bernoulli<br />
(1667 -1748)<br />
'<br />
Eq. de Bernoulli
Aplicações:<br />
1. Fórmula de Torricelli<br />
(1608-1647)<br />
Fórmula de<br />
Torricelli<br />
+
2. Tubo de Pitot:<br />
Serve para medir a pressão ou velocidade de um fluido em movimento<br />
Fluido<br />
escoando<br />
(1695-1771)<br />
Densidade do<br />
fluido estático<br />
Fluido parado<br />
+<br />
Densidade<br />
do fluido<br />
em mov.
O tubo de Pitot é usado nos aviões para medir a<br />
velocidade do ar
3. Fenômeno de Venturi:<br />
Em flui<strong>dos</strong> em movimento, a pressão é menor quando a velocidade do fluido é<br />
maior e é maior quando a velocidade do fluido é menor<br />
(1746-1822)<br />
Se<br />
+<br />
então
3. Fenômeno de Venturi:<br />
Efeito Magnus<br />
Sustentação da asa de um avião<br />
Bolas com efeito<br />
Atomizadores
3. Medidor de Venturi:<br />
Serve para medir a velocidade de flui<strong>dos</strong> em movimento<br />
Densidade do<br />
fluido estático<br />
+<br />
+<br />
Densidade do<br />
fluido em mov.
Resumo:<br />
Principio de Pascal
Problemas<br />
1. Enconte o aumento de pressão de um fluido em uma seringa quando uma enfermeira<br />
aplica uma força de 42N ao êmbolo da seringa, de raio 1,1 cm.<br />
2. Um peixe controla a sua profundidade na água através do ajuste do conteúdo de ar<br />
de um osso poroso ou em umsaco de ar para que sua densdade fique igual à da água.<br />
Suponha que, com as bolsas de ar vazias, um peixe tenha a densidade de 1,08 g/cm3.<br />
Se ele quiser reduzir a sua densidade à da água, que fração de volume do seu corpo<br />
Deverá ser ocupada por ar dentro <strong>dos</strong> sacos? Considere que a massa do ar é desprezível<br />
em comparação com o do peixe.<br />
3. Uma piscina tem 24m de largo, 9m de comprimento e 2,5m de altura. Quando está<br />
cheia de água qual é a força (devido somente à água) sobre o fundo, nas extremidades<br />
e nos la<strong>dos</strong>.