apostila Fenomeno do transporte

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Mecânica dos Fluidos

Aula 1 –Definição de Mecânica dos Fluidos, Sistema de Unidades

Prof. MSc. Luiz Eduardo Miranda J. Rodrigues

Tópicos Abordados Nesta Aula

Apresentação do Curso e da Bibliografia.

Definição de Mecânica dos Fluidos.

Conceitos Funda mentais. Sistema de Unidades.

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Mecânica dos Fluidos

Conteúdo do Curso

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Definição de Mecânica dos Fluidos, Conceitos Fundamentais e Sistema Internacional de Unidades

Propriedades dos Fluidos, Massa Específica, Peso Específico e Peso Específico Relativo

Estática dos Fluidos, Definição de Pressão Estática Teorema de Stevine Princípio de Pascal Manômetros e Manometria Flutuação e Empuxo

Cinemática dos Fluidos, Definição de Vazão Volumétrica, Vazão em Massa e Vazão em Peso

Escoamento Laminar e Turbulento, Cálculo do Número de Reynolds Equação da Continuidade para Regime Permanente Equação da Energia para Fluido Ideal Equação da Energia na Presença de uma Máquina Equação da Energia para Fluido Real -Estudo da Perda de Carga

Instalações de Recalque -Uma Entrada, Uma Saída Instalações de Recalque -Várias Entradas, Várias Saídas

Curvas Características da Bomba e da Instalação Associação de Bombas

Mecânica dos Fluidos

Bibliografia

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BRUNETTI, Franco. Mecânica dos fluidos. São Paulo: Pearson, 2005. 410 p.

WHITE, Frank M. Mecânica dos fluidos. 4. ed. Rio de janeiro: McGraw-Hill, c1999. 570 p.

POTTER, MerleC.; WIGGERT, D. C.; HONDZO, Midhat. Mecânica dos fluidos. São Paulo: Pioneira Thomson Learning, 2004. 688 p.

FOX, Robert W.; MCDONALD, Alan T. Introdução à mecânica dos fluidos. 4. ed. Rio de Janeiro: LTC -Livros Técnicos e Científicos, c1998. 662 p.

Mecânica dos Fluidos

Definição de Mecânica dos Fluidos

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A mecânica dos fluidos éo ramo da mecânica que estuda o comportamento físico dos fluidos e suas propriedades. Os aspectos teóricos e práticos da mecânica dos fluidos são de fundamental importância para a solução de diversos problemas encontrados habitualmente na engenharia, sendo suas principais aplicações destinadas ao estudo de escoamentos de líquidos e gases, máquinas hidráulicas, aplicações de pneumática e hidráulica industrial, sistemas de ventilação e ar condicionado além de diversas aplicações na área de aerodinâmica voltada para a indústria aeroespacial.

O estudo da mecânica dos fluidos édividido basicamente em dois ramos, a estática dos fluidos e a dinâmica dos fluidos. A estática dos fluidos trata das propriedades e leis físicas que regem o comportamento dos fluidos livre da ação de forças externas, ou seja, nesta situação o fluido se encontra em repouso ou então com deslocamento em velocidade constante, jáa dinâmica dos fluidos éresponsável pelo estudo e comportamento dos fluidos em regime de movimento acelerado no qual se faz presente a ação de forças externas responsáveis pelo transporte de massa.

Dessa forma, pode-se perceber que o estudo da mecânica dos fluidos está relacionado a muitos processos industriais presentes na engenharia e sua compreensão representa um dos pontos fundamentais para a solução de problemas geralmente encontrados nos processos industriais.

Mecânica dos Fluidos

Definição de Fluido

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Um fluido écaracterizado como uma substância que se deforma continuamente quando submetida a uma tensão de cisalhamento, não importando o quão pequena possa ser essa tensão. Os fluidos incluem os líquidos, os gases, os plasmas e, de certa maneira, os sólidos plásticos. A principal característica dos fluidos está relacionada a propriedade de não resistir a deformação e apresentam a capacidade de fluir, ou seja, possuem a habilidade de tomar a forma de seus recipientes. Esta propriedade éproveniente da sua incapacidade de suportar uma tensão de cisalhamento em equilíbrio estático.

Os fluidos podem ser classificados como: Fluido Newtoniano ou Fluido Não Newtoniano. Esta classificação estáassociada à caracterização da tensão, como linear ou não-linear no que diz respeito àdependência desta tensão com relação àdeformação e à sua derivada.

Mecânica dos Fluidos

Divisão dos Fluidos

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Os fluidos também são divididos em líquidos e gases, os líquidos formam uma superfície livre, isto é, quando em repouso apresentam uma superfície estacionária não determinada pelo recipiente que contém o líquido. Os gases apresentam a propriedade de se expandirem livremente quando não confinados (ou contidos) por um recipiente, não formando portanto uma superfície livre.A superfície livre característica dos líquidos éuma propriedade da presença de tensão interna e atração/repulsão entre as moléculas do fluido, bem como da relação entre as tensões internas do líquido com o fluido ou sólido que o limita.

Um fluido que apresenta resistência àredução de volume próprio é denominado fluido incompressível, enquanto o fluido que responde com uma redução de seu volume próprio ao ser submetido a ação de uma força é denominado fluido compressível.

Mecânica dos Fluidos

Unidades de Medida

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Antes de iniciar o estudo de qualquer disciplina técnica, éimportante entender alguns conceitos básicos e fundamentais. Percebe-se que muitos alunos acabam não avançando nos estudos, e por isso não aprendem direito a disciplina em estudo, por não terem contato com estes conceitos. Nesta primeira aula serão estudadas as unidades e a importância do Sistema Internacional de Unidades (SI).

No nosso dia-a-dia expressamos quantidades ou grandezas em termos de outras unidades que nos servem de padrão. Um bom exemplo équando vamos àpadaria e compramos 2 litros de leite ou 400g de queijo. Na Física é de extrema importância a utilização correta das unidades de medida.

Existe mais de uma unidade para a mesma grandeza, por exemplo, 1metro é o mesmo que 100 centímetros ou 0,001 quilômetro. Em alguns países émais comum a utilização de graus Fahrenheit (°F) ao invés de graus Celsius (°C) como no Brasil. Isso porque, como não existia um padrão para as unidades, cada pesquisador ou profissional utilizava o padrão que considerava melhor.

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Sistema Internacional de Unidades

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