Mecânica dos Fluidos PROF: DOUGLAS SOARES ALVINO

Ementa 1º BIMESTRE 1 - INTRODUÇÃO À MECÂNICA DOS FLUIDOS · Dimensões e Unidades · Introdução · Métodos de Análise 2 - CONCEITOS FUNDAMENTAIS · Meio contínuo. Campos de velocidade e tensão · Propriedades e Classificação de escoamentos de fluidos 3 - FUNDAMENTOS DE FLUIDOESTÁTICA · Lei de Pascal e o princípio de Arquimedes · Variação da pressão em um fluido estático 4 - FUNDAMENTOS DE ESCOAMENTOS DOS FLUIDOS · Equação da conservação de massa na forma integral para um volume de controle · Equação da quantidade de movimento linear na forma integral para um volume de controle inercial · Movimento de uma partícula fluida 5 - ESCOAMENTO INCOMPRESSÍVEL DE FLUIDOS NÃO-VISCOSOS · Equação de Bernoulli · Linha piezométrica (LP) e linha de energia (LE)

Ementa 2º BIMESTRE 6 - ESCOAMENTO INTERNO DE FLUIDOS VISCOSOS E INCOMPRESSÍVEIS - · Escoamentos laminar e turbulento · Estudo do escoamento laminar 7 - MEDIDAS DE ESCOAMENTO E PERDA DE CARGA · Equação da energia para escoamentos de fluidos · Introdução à medida de velocidade e vazão 8 - FUNDAMENTOS DE ANÁLISE DIMENSIONAL E SEMELHANÇA · Grupos adimensionais importantes na Mecânica dos Fluidos · Introdução à análise dimensional · Semelhança geométrica, cinemática e dinâmica 9 - FUNDAMENTOS DE ESCOAMENTO EXTERNO · Camada limite · Escoamento externo, viscoso e incompressível · Forças Aerodinâmicas

Plano de ensino Bimestre constituído por:  Nota Parcial (50% Lista de Exercícios + 50% Avaliação Parcial);  Avaliação Oficial  ATENÇÃO: Lembrar do novo modelo de distribuição de notas. (1ºBimestre 0,4 + 2ºBimestre 0,6)

1 - Introdução à “MecFlu”  Mecânica: Ciência que estuda o equilíbrio e o movimento de corpos sólidos, líquidos e gasosos, bem como as causas que provocam este movimento; Em se tratando somente de líquidos e gases, que são denominados fluidos, recai-se no ramo da mecânica conhecido como Mecânica dos Fluidos.  Mecânica dos Fluidos: Ciência que trata do comportamento dos fluidos em repouso e em movimento. Estuda o transporte de quantidade de movimento nos fluidos.

(Momento História) Faces da Mecânica dos Fluidos Newton ( ) Leibniz ( ) Euler ( ) Navier ( ) Stokes ( ) Reynolds ( ) Prandtl ( ) Bernoulli ( ) Taylor ( ) Archimedes (C BC)

Por que estudar “MecFlu”? fluido  O conhecimento e entendimento dos princípios e conceitos básicos da Mecânica dos Fluidos são essenciais na análise e projeto de qualquer sistema no qual um fluido é o meio atuante. Meio Externo (Análise da dinâmica dos fluídos)

Por que estudar “MecFlu”? Aeronáutico Meio Externo (Análise da dinâmica dos fluídos)

Por que estudar “MecFlu”? Automobilistico Meio Externo

Por que estudar “MecFlu”? Naval Meio Externo (Análise da dinâmica dos fluídos)

Por que estudar “MecFlu”? Cidades - Edificações - Industria Meio Externo

Por que estudar “MecFlu”? Meio Interno

2 - Conceitos Fundamentais Definição: Fluido é uma substância que não tem uma forma própria, assume o formato do recipiente que se encontra.  Fluidos são os líquidos e os gases, sendo que estes ainda se distinguem dos primeiros por ocuparem todo o recipiente, enquanto os líquidos apresentam uma superfície livre.

2 - Conceitos Fundamentais  Experiência de duas placas: Permite construir uma estrutura lógica de grande utilidade para o desenvolvimento da “MecFlu”; Seja um sólido preso entre duas placas planas, uma inferior fixa e outra superior solicitada por uma força tangencial F t (na direção do plano da placa) (Figura abaixo).  O sólido deforma angularmente até alcançar uma nova posição de equilíbrio estático.  Nova posição (b): tensões internas equilibram forças externas aplicadas.  Equilíbrio Estático. Sólido

2 - Conceitos Fundamentais Líquido

(Alfabeto Grego)

2 - Conceitos Fundamentais Propriedade dos Fluidos  Peso específico

2 - Conceitos Fundamentais Propriedade dos Fluidos  Peso específico Podemos,ainda, deduzir uma relação simplificada entre peso específico e massa específica: Onde: g -gravidade local (9,8 m/s 2 );  -massa especifica (kg/m 3 );  -peso específico (kg/m 2 s 2 ) ou N/m 3

2 - Conceitos Fundamentais Propriedade dos Fluidos  Massa específica  Análise dimensional: Lei de Newton

2 - Conceitos Fundamentais Propriedade dos Fluidos  Peso específico relativo dos LÍQUIDOS É a relação entre o peso específico do líquido e o peso específico da água em condições padrão. Para fins de calculo, adotaremos que: Onde:  -massa especifica (kg/m 3 );  -peso específico (kg/m 2 s 2 ) ou N/m 3 É a relação entre a massa específica de uma substância e a de outra tomada como referência Temperatura de referência 4 0 C

2 - Conceitos Fundamentais VARIAÇÃO DE COM A TEMPERATURA

2 - Conceitos Fundamentais VARIAÇÃO DE COM A TEMPERATURA

2 - Conceitos Fundamentais Por que o gelo flutua?

2 - Conceitos Fundamentais

Nas condições Normais

2 - Conceitos Fundamentais Métodos de análise: - S/VC - diferencial/ integral -Lagrange/ Euler Sistemas de coordenadas: (S ) SISTEMA (S) VOLUME DE CONTROLE (VC)

Mensagem 1) Provérbio chinês: “Ouço e esqueço vejo e recordo faço e compreendo.” 2) Mudança de cultura (modelo/ paradigma): “O que está ao meu alcance para melhorar o processo? Eu posso fazer o que eu posso, e, vou fazer isso melhor!”