AULA 01_Conceitos Básicos.unlocked

7/23/2019 AULA 01_Conceitos Básicos.unlocked

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AULA 01

Conceitos Básicos

Universidade Federal do Ceará – Disciplina: Hidráulica Aplicada– Prof. Paulo Roberto Lacerda Tavares.



Tipos de Escoamento

De modo geral, os escoamentos de fluidos estão sujeitos adeterminadas condições gerais, princípios e leis daDinâmica e teoria da turbulência.

A metodologia de abordagem consiste em agrupar os

escoamentos em determinados tipos, com característicascomuns.

As principais características são:

• Trajetória das partículas;

• Variação no tempo e espaço;

• Variação de pressão.




Classificação hidráulica dosescoamentos

1) Trajetória das partículas, viscosidadee velocidade:

Laminar

Turbulento

2) Variações no tempo

Permanente Variável ou transiente




Classificação hidráulica dosescoamentos

3) Variações no espaço:

Uniforme Variado

4) Pressões

Livre Forçado




EQUAÇÃO DA ENERGIA

Em que:

p/ (m): energia ou carga de pressão; z (m): energia ou carga de posição; V²/2g (m): energia ou carga cinética; H (m): perde de energia ou perda de carga;

: fator de correção da energia cinética ou coeficiente deCoriolis;

: fator de correção da quantidade de movimento oucoeficiente de Boussinesq;

( )dt V d

g L H

g V z p

g V z p

++++=++ 12

2

222

2

111

22





Linha de energia

Linha piezométrica

Trajetória

NR

Q


12

22

2

22

1

1

1

22 H

g

V z p

g

V z p+++=++

1 p

1 z

g

V

2

21

2 p

2 z

g

V

2

22

12 H




OBSERVAÇÕES: A escala de pressão adotada na prática é a escala

efetiva, isto é, em relação à pressão atmosférica; As cargas devem ser representadas

perpendicularmente ao plano horizontal, independente

da trajetória; A menos que haja introdução de energia externa, a

linha de energia decresce no sentido do escoamento; A perda de carga entre dois pontos se refere a perda

de carga total. Mas, se a seção é constante, a linhapiezométrica pode ser usada como referência, umavez que é paralela à linha de energia (Regimepermanente e uniforme).




CONDUTO FORÇADO


g

V

D

L f H

2

2

=

Perda de carga

Em que: f: fator de atrito da tubulação; L: comprimento da tubulação;

D: diâmetro da tubulação; V: velocidade média de escoamento; g: gravidade.

Fórmula Universal da perda de cargaou Equação de Darcy-Weisbach.



CONDUTO FORÇADO


0021 == Wsen PL A p A p F x

Tensão média de cisalhamento

Tem-se:

Considere o escoamento de um fluido em regime permanenteatravés de uma tubulação circular de diâmetro constante.

LAW

L

z z sen

=

=

12

L A

P z

p z

p

z z A PL A p p

0

2

2

1

1

12021 0)()(

=

=Portanto:

No regime permanente e uniforme:

h R

L H

0= Ou: J R

h =

0 Em que:

P

A R

h =

L

H J

=



CONDUTO FORÇADO


Velocidade de atritoRetomando:

E considerando o escoamento forçado em seção circular, tem-se:

Comparando com a Fórmula Universal:

D

L

H

0

4=

J Rh =0

Logo:4

D

Rh =

8

2

4

0

2

0

f V

g

V

D

L f D

L

=

=

O termo do lado esquerdo temdimensão de velocidade e é denominadovelocidade de atrito, ou seja:

0* =u

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