Post on 14-Nov-2015
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Hidrulica Aplicada
Prof. Dr. Mrio de OLiveira
Tema: Princpio da conservao da massa, da energia e do momentum.
Curso Engenharia Ambiental
Captulo 1 Conceitos Fundamentais
Hidrulica
a cincia que estuda a conduo da gua
ETMOLOGIA
Grego Hydros = gua
Aulos = Conduo
Divises da Hidrulica
Hidrulica Terica
Hidrulica Aplicada
Hidrocinemtica
Hidrosttica
Hidrodinmica
Velocidades e trajetrias das partculas
Lquidos em repouso
Lquidos em movimento e foras envolvidas
Hidrulica Urbana
Sistema de Abastecimento de gua
Sistema de Esgotamento Sanitrio
Sistema de Drenagem Urbana
Hidrulica Rural ou Agrcola Irrigao Drenagem Agrcola
Hidrulica Fluvial Rios e Canais
Hidrulica Martima Portos e Obras Martimas
Instalaes Prediais, Industriais e Hidreltricas
Meio Ambiente Preservao dos Habitats Aquticos
Disperso de Poluentes
Eroso, entre outros
Conceito mais Abrangente
Hidrulica a rea da engenharia que aplica os conceitos de Mecnica dos Fluidos na resoluo de problemas ligados :
CAPTAO;
ARMAZENAMENTO;
CONTROLE e
USO DA GUA Hidrulica
Agricultura
Energia
Indstria Saneamento
Aspectos Histricos
A Hidrulica esteve presente ao longo de praticamente toda a histria da humanidade.
Disponibilidade varivel no tempo e no espao
Necessidade de compatibilizar
Oferta X Demanda transportando de locais onde est disponvel para locais onde necessria.
Aspectos Histricos
Primeiros pensamentos efetivamente cientficos relativos Hidrulica GREGOS
Sculo III a.C ARQUIMEDES
Princpios da Hidrosttica e Equilbrio dos Corpos Flutuantes
Aspectos Histricos
ROMANOS Postura diferente da dos Gregos. Do mais enfoque construo do que criao intelectual
Empreendimentos de Engenharia
CONSTRUO DE
DIVERSOS
AQUEDUTOS:
Em Roma: 11 aquedutos
Vazo: 4000 L/s
~ 345 L/hab dia
Aspectos Histricos
Sculo XVIII
Sc. XIX
Sc. XX Mecnica dos Fluidos Karman, Nikuradse, Moody, Colebrook, etc.
Grandes progressos da Hidrulica, com base na experimentao Frana e Itlia (Pitot, Chzy, Venturi)
Hidrulicos Prticos Introduo dos conceitos de velocidade e turbulncia Reynolds, Hazen e Poiseuille,
Bresse, Weisbach e Darcy PERDA DE CARGA
Atualmente com o advento da INFORMTICA possvel modelar os escoamentos com os MTODOS NUMRICOS E COMPUTACIONAIS.
Propriedades dos Fluidos
Massa Especfica (ou densidade absoluta)
Peso Especfico
Densidade Relativa
Presso
Princpio de Stevin
Viscosidade do Fluido (Newtoniano)
Vazo
Propriedades dos Fluidos Massa Especfica (ou densidade absoluta)
a relao entre a massa da poro do fluido e o seu volume
Caractersticas:
Varia com a presso e temperatura
Unidades de Massa Especfica:
Sistema MKFS (tcnico: F,L,T): utm/m3 ou kgf.s2/m4
Sistema MKS (INTERNACIONAL: L,M,T): kg/m3
Sistema CGS: g/cm3
gua = 1000kg/m3
gua = 1,0g/cm3
m
v
Propriedades dos Fluidos Peso Especfico ( )
a relao entre o peso de uma certa poro de fluido e o seu volume.
Unidades:
Unidade de Peso Especfico:
Sistema MKFS (tcnico): kgf/m3
Sistema MKS: N/m3
ggua: 1000kgf/m3 = 10000 N/m3
peso
volume
massa g
volumeg
Propriedades dos Fluidos Densidade Relativa
a relao entre o peso especfico de uma substncia e o peso de uma outra tomada como referncia. Para os lquidos, a gua o fluido tomado como referncia
Caractersticas:
drg
g
s
agua
s
agua
s
agua
dr
dr
agua
Hg
:,
,
1 0
13 6
Propriedades dos Fluidos 1) Sabe-se que 1500kg de massa de uma determinada substncia, ocupa um volume de 2m, determine a massa especfica, peso especfico e a densidade relativa dessa substncia :
Dados: peso especifico H20 = 10.000 N/m gravidade= 10 m/s
Propriedades dos Fluidos 2) A massa especfica de uma determinada substncia igual a 740kg/m, determine o volume ocupado por uma massa de 500kg dessa substncia.
Propriedades dos Fluidos 3- Um reservatrio cilndrico possui dimetro de base igual a 2m e altura igual a 4m, sabendo que o mesmo est totalmente preenchido com gasolina ( massa especfica = 720 kg/m) determine a massa de gasolina presente no reservatrio:
Propriedades dos Fluidos 4- Se 6m de leo pesam 47 KN, determine o peso especfico e a massa especfica do fluido.
Propriedades dos Fluidos
5) Sabendo-se que 800 g de um liquido enche um cubo de 0,08 m de aresta, qual a massa especfica desse fluido em (g cm-3 ).
Propriedades dos Fluidos
Presso: Piezmetros e Manmetros
a relao entre a fora normal que age numa superfcie plana e sua rea.
Unidade: MKS
A
FP
2
11
m
NPa
Lei de Stevin
A diferena de presso entre dois pontos no interior de uma poro de fluido em equilbrio, igual ao produto do DESNVEL entre eles e seu peso especfico.
1 mca = 0,1 kgf/cm2 = 0,01 MPa
Propriedades dos Fluidos
0YF
hPP
hdAdAPdAP
dAPhdAdAP
12
21
021
Propriedades dos Fluidos
Propriedades dos Fluidos
Propriedades dos Fluidos
Exerccio
1) A presso da gua numa torneira fechada (A) de 0,28 kgf/cm2. Se a diferena de nvel entre (A) e o fundo da caixa de 2m, Calcular: a) a altura da gua (H) na caixa; b) a presso no ponto (B), situado 3 m abaixo de (A)
Exerccio
2) Se a presso manomtrica num tanque de leo (peso especfico = 800 kgf/m3) de 4,2 kgf/cm2, qual a altura da carga equivalente:
a) em metros de leo; b) em metros de gua;
Exerccio
3) Qual a presso (Pa) no ponto A e qual o valor da altura da gua na caixa? Dados Mercrio Hg (peso especfico = 13600 kgf/m3).
Princpios da Hidrulica
Princpio da Conservao da Massa
Princpio da Conservao da Energia
Princpio da Conservao da Massa Equao da Continuidade
A massa no pode ser criada nem destruda.
A massa de gua que entra em um conduto (forado ou livre) a mesma que sai do conduto, se no houver contribuio ou retirada do fluido, ao longo do escoamento.
Princpio da Conservao da Massa Equao da Continuidade
Princpio da Conservao da Massa Equao da Continuidade
1. Fluido ideal;
2. Sem mquinas no trecho;
3. Sem trocas de calor
4. Propriedades uniforme na seco;
5. Fluido incompressvel;
6. Escoamento em regime permanente.
Princpio da Conservao da Energia: Eq. Bernoulli
A Equao de Bernoulli: Primeira Lei da Termodinmica, que se define:
A energia no pode ser criada nem destruda apenas transformada.
Fluido Perfeito /Ideal:
descreve o comportamento de um fluido movendo-se ao longo de uma linha de corrente e traduz para os fluidos o princpio da conservao da energia.
Sem viscosidade e incompressvel ( = cte)
2
... 22
22
222
2
111
g
VPZ
g
VPZ
g
VPZ nnn
1) Qual a velocidade da gua atravs de um furo na
lateral de um tanque, se o desnvel entre o furo e a
superfcie livre de 2 m?
OBRIGADO A TODOS!!!!