27/10/2015. Mecânica dos Fluidos. O que são Fluidos Ideais? O que são Fluidos Ideais? dv x dy. Equação de Bernoulli para fluidos ideais = 0

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Sabina Caldas de Barros
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1 7/0/05 Mecânica dos Fluidos para fluidos ideais O que são Fluidos Ideais? or definição: Escoaento ideal ou escoaento se atrito, é aquele no qual não existe tensões de cisalhaento atuando no oiento do fluido. O que são Fluidos Ideais? De acordo co a lei de Newton, para u fluido e oiento esta condição é obtida - Quando a iscosidade do fluido é nula (ou desprezíel): µ = 0 ou -Quando os coponentes da elocidade do escoaento não ais exibe ariações de randeza na direção perpendicular ao coponente da elocidade considerada: d x dy = 0

2 7/0/05 ondições Ideais de Escoaento U fluido que quando e escoaento satisfaz as condições acia, é chaado de fluido ideal. Fluidos Incopressíeis opressíeis: ρ aria Incopressíeis: ρ é constante Relebrando... lassificação do Escoaento Quanto à ariação no tepo: eranente: quando as propriedades e ua dada seção do escoaento não se altera co o decorrer do tepo. Linhas de corrente, trajetórias e linhas de eissão coincide Não eranente:quando as propriedades do fluido uda no decorrer do escoaento

3 7/0/05 Equação da ontinuidade É a equação que ostra a conseração da assa de líquido no conduto, ao lono de todo o escoaento ela condição de escoaento e reie peranente, podeos afirar que entre as seções () e (), não ocorre ne acúulo, ne falta de assa: = = = cte A equação de Bernoulli é u caso particular da equação da eneria aplicada ao escoaento, onde adota-se as seuintes hipóteses: Escoaento e reie peranente Escoaento incopressíel Escoaento de u fluido considerado ideal, ou seja, aquele onde a iscosidade é considerada nula, ou aquele que não apresenta dissipação de eneria ao lono do escoaento Escoaento apresentando distribuição unifore das propriedades nas seções Escoaento se presença de áquina hidráulica, ou seja, se a presença de u dispositio que forneça, ou retira eneria do fluido Escoaento se troca de calor 3

4 7/0/05 A eneria presente e u fluido e escoaento se troca de calor pode ser separada e três parcelas: Eneria de pressão (piezocara) Eneria cinética (taquicara) Eneria de posição (hipsocara) onsideraos u trecho se deriações, de ua instalação hidráulica:: HR - plano horizontal de referência Zi - cota da seção i, toando-se coo base o eixo do conduto e relação ao HR Vi - elocidade édia do escoaento na seção i pi - pressão estática na seção i. ela condição do escoaento e reie peraente, pode-se afirar que entre as seções () e () não ocorre, ne acúulo, ne falta de assa, ou seja: A esa assa que atraessa a seção (), atraessa a seção (). 4

7/0/05 Relebrando os conceitos de eneria: Eneria inética: Eneria otencial de posição: Eneria otencial de ressão: Eneria Mecânica Total e ua Seção do Escoaento Unidirecional, Incopressíel e Reie

5 7/0/05 Relebrando os conceitos de eneria: Eneria inética: Eneria otencial de posição: Eneria otencial de ressão: Eneria Mecânica Total e ua Seção do Escoaento Unidirecional, Incopressíel e Reie eranente: A eneria total representa a soatória da eneria cinética, eneria potencial de posição e eneria potencial de pressão: ara Mecânica Total e ua Seção do Escoaento Unidirecional, Incopressíel e Reie eranente (Hi): ela condição do escoaento se dar e reie peranente podeos afirar que tanto a assa (), coo o peso (G) do fluido, que atraessa ua dada seção do escoaento, é constante ao lono do eso or este otio, é cou considerar a eneria, ou por unidade de assa, ou por unidade de peso do fluido, alé disto, esta consideração oriina ua unidade facilente isualizada: a cara. 5

7/0/05 ara Mecânica Total e ua Seção do Escoaento Unidirecional, Incopressíel e Reie eranente (Hi): Define-se cara coo sendo a relação da eneria pelo peso do fluido,

6 7/0/05 ara Mecânica Total e ua Seção do Escoaento Unidirecional, Incopressíel e Reie eranente (Hi): Define-se cara coo sendo a relação da eneria pelo peso do fluido, portanto a cara total e ua seção i (Hi), pode ser definida coo ostraos a seuir: É iportante saber que: z c ar a potencial p c ar a de pressão c ar a cinética Exercício 6

7/0/05 Exercício Óleo de soja é bobeado atraés de ua tubulação de diâetro constante unifore. A eneria adicionada pela boba a assa de fluido é de 09, J/k.

7 7/0/05 Exercício Óleo de soja é bobeado atraés de ua tubulação de diâetro constante unifore. A eneria adicionada pela boba a assa de fluido é de 09, J/k. A pressão na entrada da tubulação é de 03,4 kn/². A seção de saída está a 3,05 acia da entrada e a sua pressão é de 7,4 kn/². alcule a perda de cara do sistea sabendo que a densidade do óleo é de 99 k/³. Z Z w h B f Exercício 0,4³/s de áua escoa se atrito atraés da expansão indicada na fiura ao lado. A pressão na seção é iual a 8,74 ka. Suponha escoaento unidiensional e encontre a pressão no ponto. ara ρ constante: Vazão Voluétrica =A = A Z Z Exercício 3 Áua co densidade de 998 k/ 3 é transportada atraés de u tubo de diâetro constante. A pressão de entrada no sistea é de 68,9 0 3 a (abs). O tubo é conectado a ua boba que adiciona ua eneria ao sistea de 300,0 J/k. A saída do sistea está a 6,0 acia da entrada e co ua pressão de 37,8 0 3 a. O escoaento do sistea é lainar. alcule a perda de cara por fricção na tubulação do sistea. Z Z wb hf Absoluta Atosférica Manoétrica 7

8 7/0/05 8 Dados * * 3,74 * * 3,74 9,8,, A A A F h p s Lb ft Lb s N k s ft s Boba da otência V w ot da boba eneria w cara de perda h elocidade preoporcio nalidade de fator raidade pressão Bernoulli de Equação w h Z Z f e Boba Manoétrica Atosférica Absoluta e f c e f

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