Mecânica dos Fluidos PROF: DOUGLAS SOARES ALVINO.

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1 Mecânica dos Fluidos PROF: DOUGLAS SOARES ALVINO

2 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)

3 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

4 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)

5 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.

6 (Momento História) Faces da Mecânica dos Fluidos Newton (1642-1727) Leibniz (1646-1716) Euler (1707-1783) Navier (1785-1836) Stokes (1819-1903) Reynolds (1842-1912) Prandtl (1875-1953) Bernoulli (1667-1748) Taylor (1886-1975) Archimedes (C. 287-212 BC)

7 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)

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

9 Por que estudar “MecFlu”? Automobilistico Meio Externo

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

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

12 Por que estudar “MecFlu”? Meio Interno

13 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.

14 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

15 2 - Conceitos Fundamentais Líquido

16 (Alfabeto Grego)

17 2 - Conceitos Fundamentais Propriedade dos Fluidos  Peso específico

18 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

19 2 - Conceitos Fundamentais Propriedade dos Fluidos  Massa específica  Análise dimensional: Lei de Newton

20 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

21 2 - Conceitos Fundamentais VARIAÇÃO DE COM A TEMPERATURA

22 2 - Conceitos Fundamentais VARIAÇÃO DE COM A TEMPERATURA

23 2 - Conceitos Fundamentais Por que o gelo flutua?

24 2 - Conceitos Fundamentais

25 Nas condições Normais

26 2 - Conceitos Fundamentais Métodos de análise: - S/VC - diferencial/ integral -Lagrange/ Euler Sistemas de coordenadas: (S ) SISTEMA (S) VOLUME DE CONTROLE (VC)

27 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!”