Fesportes-Aul

Prof. Anderson Paiva22/10/2013

Aula 01Introduo

UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCOCENTRO ACADMICO DO AGRESTE

CURSO DE ENGENHARIA CIVILFENMENOS DE TRANSPORTES Horrios

Teras-feiras 17:00 s 18:50

Quintas-feiras 15:00 s 16:50

Prof. Anderson PaivaSlide 2

INTRODUO

Cronograma


INTRODUO

21/10/2013

24/10/13 17/12/13

19/12/13

07/01/14 06/02/14

11/02/14 18/02/1420/02/14

25/02/14

27/02/14

Apresentao da Disciplina.

Conceitosbsicos.Estticadosfluidos.Forasemsuperfciessubmersas.Empuxo. Estabilidade.Equilbriorelativo.1 Exerccio Escolar.

Cinemtica dos fluidos. Equao da Continuidade. Equao de Bernoulli. Perda

de carga. Equao da quantidade de energia. Equao da quantidade de

movimento.

Anlise dimensional e semelhana hidrulica.

2 Exerccio Escolar.

2 Chamada.

Exerccio Final.

AvaliaesA avaliao do desempenho na disciplina ser realizada

considerando duas notas, conforme o seguinte detalhamento:

Nota 1: 1 Exerccio Escolar.Nota 2: 2 Exerccio Escolar e 1 Trabalho Prtico

Obs.: Exerccios em sala de aula e listas de exerccios, a cada aula, valendo pontuao extra.


INTRODUO

Referncias Bibliogrficas Potter, Merle, Wiggert, David C., Hondzo, Midhat, Shih,

Tom I.-P. (2004) Mecnica dos Fluidos. Pioneira ThomsonLearning, So Paulo, SP.

Fox, Robert W., McDonald, Alan T., Pritchard, Philip J. (2006) Introduo Mecnica dos Fluidos. LTC Livros Tcnicos e Cientficos Editora S.A., Rio de Janeiro, RJ.

Brunetti, Franco (2008) Mecnica dos Fluidos. Editora Pearson, So Paulo, SP.

Baptista, Mrcio Benedito; et al. (2003) Hidrulica Aplicada. Associao Brasileira de Recursos Hdricos, Porto Alegre, RS.


INTRODUO

Fenmenosde

Transportes


INTRODUO

Mecnica Cincia fsica mais antiga que trata dos corpos em

repouso (Esttica) ou em movimento (Dinmica) sob efeito de foras.

Mecnica dos Fluidos ou Fenmenos de Transportes:

Cincia que estuda o comportamento dos fluidos em repouso ou em movimento, e a interao dos fluidos com slidos e outros fluidos limtrofes.


FENMENOS DE TRANSPORTES

Sub-divises da Mecnica dos Fluidos: Hidrodinmica: movimento de fluidos praticamente

incompressveis; Hidrulica: fluxo de lquidos em tubulaes e canais

abertos; Dinmica de gases: fluxo de fluidos que sofrem efeitos de

mudana de densidade; Aerodinmica: fluxo de gases sobre corpos; Meteorologia; Oceanografia; Hidrologia;...



Aplicaes da Mecnica dos Fluidos:



Aeronutica e aeroespacial Navegao

Automobilismo Sistema de tubulaes e canalizaes

Aplicaes da Mecnica dos Fluidos:



Escoamento natural e clima

Usina eltricas

Turbinas elicas Indstria Corpo humano

O que um fluido? uma substncia na formagasosa ou lquida.

Definio de Fluido: Pode fluir; No tem forma prpria, assume o formato do

recipiente; No suportam deformaes de cisalhamento, e estando

em repouso no resiste a esforos tangenciais por menores que estes se apresentem;


CONCEITOS BSICOS Definio de Fluidos:

O fluido escoa e se deforma continuamente enquanto a tenso de cisalhamento estiver sendo aplicada;

Nessa condio, o crculo de Mohr para a tenso se reduz a um ponto e no h nenhuma tenso de cisalhamento em qualquer corte plano passando pelo elemento sob tenso.


FLUIDOS


INTRODUO

Obs.: Gs e vapor so frequentemente utilizados como sinnimos. A fase de vaporde uma substncia comumente chamada de gs quando est acima da temperatura crtica. Usualmente, vapor significa um gs que no est longe do estado de condensao.


FLUIDOS X SLIDOS

slido lquido gs

Agitao das molculas!!Medio?!

Seja um slido preso entre duas placas paralelas.


SLIDO X FLUIDO

Mantendo-se F cte: temos a deformao do slido at a posio do equilbrio esttico; tenses internas equilibram a fora externa.

Seja um lquido preso entre duas placas paralelas.


SLIDO X FLUIDO

Observaes:- Princpio da aderncia- o volume ABCD deforma-se continuamente; no existe uma posio de equilbrio esttico.

Fluido uma substncia que, submetida a uma fora tangencial cte, no atinge uma nova configurao de equilbrio.

Distino entre slidos e fluidos? Slido: pode resistir a uma tenso de cisalhamento

aplicada por deformao. A tenso proporcional aongulo de deformao.

Fluidos: deforma continuamente sob a tenso de cisalhamento aplicada. A tenso proporcional a taxa de deformao.


SLIDO X FLUIDO

Slido Fluido

Definio de Fluido: As molculas esto livres para trocar suas posies

umas com as outras; As foras de coeso praticamente no restringem os

movimentos alm das molculas.

Que matria esta?


FLUIDOS

SOLO? GUA? AR?

Fluidos podem ser: Lquidos ou gases, observada sob efeitodas foras de coeso.

Lquidos: Composto por molculas relativamente agrupadas com

foras coesivas fortes, tende a manter seu volume e formar uma superfcie livre em um campo gravitacional, se no estiver confinado na parte superior.

Gases: Com molculas amplamente espaadas, com foras

coesivas desprezveis, um gs livre para se expandir at os limites das paredes que o confinam. Um gs no tem forma, nem volume definidos.


LQUIDOS X GASES Lquidos: Os lquidos tomam forma do recipiente no qual esto

contidos, formando uma superfcie livre na presena da gravidade.

Gases: Os gases se expandem at encontrar as paredes do

recipiente e preenchem todos os espaos disponveis. Gases no podem forma uma superfcie livre.


LQUIDOS X GASES

Tenso Normal -- .


FORA X TENSO

Tenso Cisalhante -- .

= Fora perpendicularrea

= Fora tangencialrea

Obs.: Num fluido em repouso a tenso normal chamada de presso!

Tenso de cisalhamento (): quociente entre o mdulo da componente tangencial da fora e a rea sobre a qual est aplicada.


TENSO DE CISALHAMENTO

Experincia das duas placas Newton:Lei de Newton da viscosidade

Princpio da aderncia: ao longo da espessura (e) do fluido a velocidade vai de 0 (junto placa fixa) at vp(junto placa mvel).

Sistemas de lubrificao prticos:para 0 variao linear da velocidade em relao .


TENSO DE CISALHAMENTO

Deve-se impor condies de contorno paradeterminar a e b:

Para o escoamento laminar com espessuras pequenas, v=f(y) pode ser representada por:

constante de proporcionalidade: denominada deviscosidade dinmica ou simplesmente viscosidade ().


VISCOSIDADE DINMICA

Sistema Internacional (SI):N.s/m = Pa.s = 10 P (poiseuille)1 poise (P, Ps ou Po) = 10-1 N.s/m (ou 10-1 Pa.s)

Lei de Newton da viscosidade:

Dimenso: M.L-1.T-1 MLTF.L-2.T1 FLT

Condio de no escorregamento: Um fluido em contato diretocom um slido adere a superfcie devido ao efeito da visosidade

Esta condio responvvel pela gerao da tenso de cisalhamento w, superfcie de arrasto D= w dA, e o desenvolvimento da camada limite (onde h o gradiente de velocidade e o efeito da viscosidade significante)

A propriedade do fluido responsvel pela condio de noescorregamento a viscosidade.


VISCOSIDADE DINMICA


VISCOSIDADE DINMICALei de Newton da viscosidade:

Representa a medida da resistncia que o fluido oferece aoescoamento e geralmente funo:

da natureza do fluido; da temperatura; da presso; e da taxa de deformao angular, que representada por dv/dyEx.: movimento no ar e na gua (viscosidade ~50 vezes maior)

Obs.:- A temperatura tem um forte efeito, com a viscosidade aumentanto

com a temperatura para gases e diminuindo para lquidos.- A viscosidade de um fluido aumenta ligeiramente com a presso.

P.ex.: aumentando a presso de 1 para 50 atm, a viscosidade do araumentar em apenas 10%.


VISCOSIDADE DINMICA

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