H I D R Á U L I C A A P L I C A D A :
U N I D A D E I
P R O F. M S C. P E D R O A U G U S T O F A R I A S
J
GRUPO SER EDUCACIONAL
FACULDADE MAURÍCIO DE
NASSAU/UNINASSAU
CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL
SEMESTRE LETIVO 2022.1
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Estudo de Escoamentos de Fluidos em Condutos Forçados e Livres, Slides de Hidráulica
Este documento aborda o estudo de escóias de fluidos em condutos forçados e livres. O texto discute as missões relacionadas a obras hidráulicas, a hidráulica e os estudos intensificados com a fabricação industrial de tubos resistentes à pressão interna. Além disso, o documento apresenta os tipos básicos de escoamento, a equação da energia para escoamento em tubos e a perda de carga contínua e localizada.
O que você vai aprender
- Quais são os tipos básicos de escoamento em condutos forçados?
- Quais são as causas das perdas de carga localizadas em condutos forçados?
- Quais são os conhecimentos básicos da hidráulica?
- Qual é a importância da perda de carga contínua em condutos forçados?
Tipologia: Slides
2022
1 / 71
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H I D R Á U L I C A A P L I C A D A : U N I D A D E I P R O F. M S (^) C. P E D R O A U G U S T O F A R I A S J GRUPO SER EDUCACIONAL FACULDADE MAURÍCIO DE NASSAU/UNINASSAU CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL SEMESTRE LETIVO 2022.
ESTUDO DOS ESCOAMENTOS DE FLUIDOS EM
CONDUTOS FORÇADOS E LIVRES
IMPORTÂNCIA DA ÁGUA:
(^) Insumo mais importante para o bem-estar da humanidade (^) O abastecimento, para suprir todas as necessidades humanas, tornou-se extremamente complexo envolvendo, além dos problemas técnicos, fatores sociais, econômicos, legais e político-administrativos Dependência da regularidade sustentada do ciclo hidrológico (^) Não se distribui uniformemente no tempo e no espaço
ESTUDO DOS ESCOAMENTOS DE FLUIDOS EM
CONDUTOS FORÇADOS E LIVRES
IMPORTÂNCIA DA ÁGUA:
(^) Responsabilidade do controle e da distribuição das águas cabe, normalmente, aos governos e às comunidades, mas os aspectos técnicos enquadram-se nas atribuições do Engenheiro Civil (^) Constituem suas missões: projetar, construir e administrar as obras relacionadas a portos, rios, canais, barragens, sistemas de irrigação e drenagem, redes de abastecimento, de esgotos pluviais e sanitários (^) Hidráulica : conhecimentos baseiam-se em centenas de anos de empirismo, muitos anos de estudos teóricos e análise científica, e poucos anos de experiências técnicas de instrumentação e computação na modelagem e controle de redes
ESTUDO DOS ESCOAMENTOS DE FLUIDOS EM
CONDUTOS FORÇADOS E LIVRES
CONCEITOS PRELIMINARES:
(^) Os estudos dos condutos forçados se intensificam com a fabricação industrial de tubos capazes de resistir à pressão interna (^) Movimento permanente : vazão constante ao longo do tempo, em qualquer ponto da corrente (^) Movimento não permanente ou transiente : vazão não é constante ao longo do tempo, em algum ponto da corrente. O golpe de ariete, causado pela grande elevação de pressão devida ao fechamento rápido de uma válvula, é um caso típico de movimento transiente
ESTUDO DOS ESCOAMENTOS DE FLUIDOS EM
CONDUTOS FORÇADOS E LIVRES
CONCEITOS PRELIMINARES:
(^) Como a água é um líquido incompressível, a equação da continuidade vale para qualquer trecho de condutos forçados (^) A = Seção transversal do tubo (^) v = Velocidade média do fluxo na seção
ESTUDO DOS ESCOAMENTOS DE FLUIDOS EM
CONDUTOS FORÇADOS E LIVRES
TIPOS BÁSICOS DE ESCOAMENTO:
ESTUDO DOS ESCOAMENTOS DE FLUIDOS EM
CONDUTOS FORÇADOS E LIVRES
TIPOS BÁSICOS DE ESCOAMENTO:
NÚMERO DE REYNOLDS:
, onde: (^) Re – número de Reynolds; (^) D = diâmetro do tubo em m; (^) V = velocidade média em m/s; (^) = viscosidade da água, considerada 9,29 x 10-7^ m^2 /s;
ESTUDO DOS ESCOAMENTOS DE FLUIDOS EM
CONDUTOS FORÇADOS E LIVRES
EXERCÍCIO 1:
Uma tubulação de água contém uma redução de diâmetro de 100 mm para 60 mm. Considerando que está escoando uma vazão de 16 l/s, o valor da variação da velocidade média do escoamento, de um trecho para o outro, será de: (^) a) 2,04 m/s (^) b) 5,66 m/s (^) c) 9,6 m/s (^) d) 6,3m/s (^) e) 3,6 m/s
3 Mantida a força constante, nota-se que o sólido se deforma angularmente até alcançar uma nova posição de equilíbrio estático Nessa posição, as tensões internas equilibram a força externa e comente uma variação da força faria com que houvesse uma modificação da nova configuração de equilíbrio
CAMADA LAMINAR ENTRE PLACAS
PARALELAS
3 Um sólido, solicitado por uma força tangencial constante, deforma-se angularmente, mas atinge uma nova configuração de equilíbrio estático Repete-se a mesma experiência colocando-se um fluido entre as placas
CAMADA LAMINAR ENTRE PLACAS
PARALELAS
(^) Primeira observação importante: pontos correspondentes do fluido e da placa continuam em correspondência durante o movimento (^) Princípio da Aderência: os pontos de um fluido, em contato com uma superfície sólida, aderem aos pontos dela, com os quais estão em contato (^) Observa-se portanto que o volume ABCD do fluido, sob a ação da força, deforma-se continuamente, não alcançando uma nova posição de equilíbrio estático
CAMADA LAMINAR ENTRE PLACAS
PARALELAS
(^) Diferença entre sólidos e fluidos: (^) Enquanto os sólidos deformam-se limitadamente sob a ação de esforços tangenciais pequenos, os fluidos deformam-se continuamente sem alcançar uma nova posição de equilíbrio estático (^) Portanto, fluido é uma substância que se deforma continuamente, quando submetida a uma força tangencial constante qualquer ou, em outras palavras, fluido é uma substância que, submetida a uma força tangencial constante, não atinge uma nova configuração de equilíbrio estático
CAMADA LAMINAR ENTRE PLACAS
PARALELAS
EQUAÇÃO DA ENERGIA PARA ESCOAMENTO EM
TUBOS
Fluidos Reais – PERDEM ENERGIA:
EQUAÇÃO DA ENERGIA PARA ESCOAMENTO EM
TUBOS
TEOREMA DE BERNOULLI – Conservação de Energia