Aula 02 - Princípios básicos - Classificação dos escoamentos.pdf

7/23/2019 Aula 02 - Princpios bsicos - Classificao dos escoamentos.pdf

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Hidrulica ENGC 1021

Aula 02: Princpios bsicos -Classificao dos escoamentos

Prof. Caio Victor Loureno Rodrigues

2015


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Hidrulica I - Aula 02 Prof. Caio Rodrigues 2

Classificao dos escoamentos

O escoamento pode ser classificado quanto :A. Presso no conduto;

B. Direo da trajetria das partculas;C. Classificao do escoamento turbulento livre (Froude);D. Direo do escoamento;E. Variao no tempo;

F. Trajetria;G. ngulo de escoamento.


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A. Presso no conduto

Condutos livres (canais)Condutos forados

P =P atm; Pode ser seo plena; Aberto ou fechado;

Gravidade.

P P atm; Seo plena;

Fechado;

Gravidade ou bombeamento.


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Condutos forados:

Encanamentos;

Canalizaes (tubulaes) sob presso;

Canalizaes de recalque;

Canalizaes de suco;

Barriletes de suco ou descarga.


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Hidrulica - Aula 02 Prof. Caio Rodrigues 5


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Condutos livres:

Canaletas;

Calhas;

Drenos;

Rede de esgoto;

Galerias;

Canais;

Rios.


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patmp

atm


patm


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Ponte-canalMagdeburgAlemanha


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Canal Pereira Barreto


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B. Direo da trajetria das partculas

Experincia (nmero) de Reynolds;

Regime Laminar ou turbulento.


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Tubo transparente inserido em recipiente de vidro;

Introduo de um corante;

Torneira para regular vazo.

Abertura menor

Regime laminar

Abertura maior

Regime turbulento


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Regime Condutos livres Condutos forados

Laminar Re < 500 Re < 2000

Transio 500 < Re < 1000 2000 < Re < 4000

Turbulento Re > 1000 Re > 4000

Rey=F inrcia

F viscosidade

= h

=VD

V: velocidade mdia;Rh: raio hidrulico condutos livres;D: dimetro condutos forados;: Viscosidade cinemtica da gua (m/s).


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Rey=F inrcia

F viscosidade

= h

=VD

Depende da viscosidade e velocidade;

Elevada viscosidade e baixa velocidade:

Laminar.

gua: viscosidade?

Turbulento.


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Exerccio

1) Uma tubulao com 50 mm de dimetro conduz gua a20oC a uma velocidade mdia de 0,90 m/s. O regime deescoamento laminar ou turbulento?

(H2O a 2 0oC ) = 10-6m2/s.

Resposta:No de Reynolds = 45000 (regime turbulento)


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Exerccio

2) Uma tubulao nova de ao com 10 cm de dimetroconduz 757 m/dia de leo combustvel pesado temperatura de 33oC. Pergunta-se: o regime de

escoamento laminar ou turbulento? Informa-se aviscosidade do leo pesado para 33oC: = 7,7x10-5m2/s.

Resposta:No de Reynolds = 1400 (regime laminar)


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C. Escoamento turbulento livre

Fr=F inrcia

F gravidade=

V

gLc

Lc: dimensocaracterstica doescoamento;

Para canal e condutoforado

Fr < 1 escoamento subcrtico ou fluvial;

Fr > 1 escoamento supercrtico ou torrencial;

Fr = 1 escoamento crtico.


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D. Direo do escoamento

Unidimensional:Apenas seo longitudinal;Valores mdios na seo transversal;

Considerado em condutos forados.

Bidimensional:Seo longitudinal e transversal;

Considerados em canais com b/y > 3,0.

TridimensionalCanais muito estreitos, rios e casos especiais.


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E. Variao no tempo

Permanente

No permanente outransitrio

No h variao das caractersticas

do escoamento ao longo do tempo.Mas pode variar de ponto a ponto.

Variao das caractersticas do

fluido ao longo do tempo, para omesmo ponto de referncia.Variam tambm de um ponto aoutro.

Para um determinado ponto de referncia


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Permanente Transitrio

Q = cte Q cte

E a vazo?


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Fechamento de vlvulas em condutos forados:escoamento transitrio brusco, considera-se o lquidocompreensvel.

Exemplos


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F. Trajetria

Uniforme:

No h variao da velocidade ao longo do escoamento; Velocidade: mdulo, direo e sentido; Adutoras e canais prismticos de mesmo dimetro.

Variado ou no uniforme:Variao de velocidade ao longo do escoamento;Canais com grande declividade.

A referncia o deslocamento (trajetria)


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G. ngulo do escoamento

Rotacional ou vorticoso:

Quando h um orifcio e/ou vertedor.

Irrotacional:Escoamento em condutos.


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At a prxima aula!

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