Aula 01 - Mec Fluidos 2011 08
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Mecânica dos Fluidos
Prof. Dr. Gabriel L. Tacchi Nascimento
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A ementa
Introdução a Mecânica dos Fluidos Conceitos Fundamentais Fundamentos de Fluidoestática Fundamentos de Escoamentos dos Fluidos Escoamento Incompressível de Fluidos Não-Viscosos Escoamento Interno de Fluidos Viscosos e
Incompressíveis Medidas de Escoamento e Perda de Carga Fundamentos de Análise Dimensional e Semelhança Fundamentos de Escoamento Externo.
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Objetivos de aprendizagem
1. Desenvolver habilidade de análise de fluidos em repouso ou em movimento.
2. Desenvolver habilidade na resolução de problemas. 3. Desenvolver habilidade na utilização das unidades de
medida nos sistemas SI (MKS), CGS e Inglês. 4. Utilizar modelos matemáticos com solução analítica
para análise de situações reais. 5. Interpretar dados experimentais e apresentá-los na
forma de equações, gráficos, tabelas e análises estatísticas em relatórios de aulas práticas de laboratório.
6. Desenvolver habilidade na realização de atividades em equipe.
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NOVO SISTEMA DE AVALIAÇÃO
FIQUEM ATENTOS!...
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O novo Sistema de Avaliação entrará em vigor a partir do início do período letivo 2011/2, em todas as áreas, em todos os cursos e em todas as unidades da Kroton Educacional.
SISTEMA DE AVALIAÇÃO
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Os cursos das áreas de Engenharias e CST terão o seguinte sistema de Avaliação: 1ª. Bimestral = 10 pontos 2ª. Bimestral = 10 pontos Notal Final = 1ª.Bimestral + 2ª. Bimestral 2 E ainda: Exame Final Segunda Chamada
SISTEMA DE AVALIAÇÃO
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As médias bimestrais do 1o e 2o bimestres serão compostas por: Oficial – Esta Avaliação Individual deverá ser composta de questões objetivas e descritivas, com resultados avaliados de 0 (zero) a 10 (dez), compondo 70% (setenta por cento) do valor da nota bimestral. Parcial – A(s) avaliação(ões) parcial(is) será(ão) composta(s) por prova(s), teste(s), simulações, exercícios, aulas práticas etc (Nosso Trabalho em Equipe). O resultado da avaliação parcial deverá ser de 0 (zero) a 10 (dez), compondo 30% (trinta por cento) da nota bimestral.
SISTEMA DE AVALIAÇÃO
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1ª. Bimestral = [(1ª. Oficial x 0,7) + (1ª. Parcial x 0,3)] 2ª. Bimestral = [(2ª. Oficial x 0,7) + (2ª. Parcial x 0,3)]
SISTEMA DE AVALIAÇÃO
1) Será considerado APROVADO o acadêmico que obtiver nota igual ou superior a 6 (seis inteiros); 2) Será considerado REPROVADO o acadêmico que obtiver nota inferior a 4 (quatro inteiros); 3) O acadêmico que atingir nota maior ou igual a 4 (quatro inteiros) e menor do que 6 (seis inteiros) tem direito a submeter-se ao EXAME FINAL.
Notal Final = 1ª.Bimestral + 2ª. Bimestral 2
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SISTEMA DE AVALIAÇÃO
A nota do EXAME FINAL formará média aritmética conforme fórmula abaixo:
Média = (Média das notas do 1º e 2º. Bimestre) + (Nota do Exame Final) 2
Será considerado APROVADO o acadêmico que, submetendo-se a EXAME FINAL, obtiver média aritmética maior ou igual a 6 (seis inteiros) entre a média final (média das avaliações bimestrais e semestral(ais) e do exame final;
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SISTEMA DE AVALIAÇÃO
Observações: 1) Todas as médias serão apuradas até a decimal. Arredondam-se à casa decimal imediatamente inferior as médias com centesimal inferior a 5 (cinco) e à imediatamente superior, as com centesimal igual ou superior a 5 (cinco); 2) Segunda Chamada – Quando houver motivo justo, o aluno terá o direito de solicitar a realização de segunda chamada, ficando a mesma assim disciplinada:
- Em cada disciplina será realizada somente uma avaliação de segunda chamada por semestre letivo, de caráter cumulativo; - Tendo o aluno faltado às duas avaliações oficiais do semestre, ao fazer a segunda chamada terá sua nota atribuída ao 2o bimestre, ficando com 0 (zero) na avaliação oficial do 1º. Bimestre.
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Bibliografia Básica
INTRODUÇÃO A MECÂNICA DOS FLUIDOS
Autor: ROBERT FOX Editora: LTC - LIVROS
TECNICOS E CIENTIFICOS
Edição: 7ª (2010) 6ª (2006)
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Bibliografia Básica
Mecânica dos Fluidos: Fundamentos e Aplicações
Autor: YUNUS A. ÇENGEL & JOHN M. CIMBALA
Editora: MCGRAW-HILL BRASIL
Edição: 1ª (2007)
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Bibliografia Básica
Fundamentos da Mecânica dos Fluidos
Autor: BRUCE R. MUNSON; Donald F. Young; Theodore H. Okiishi
Editora: Edgard Blucher Edição: 4ª (2004)
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Como serão as avaliações
Respostas diretas para os questionamentos
Objetividade e foco Questões abertas Cálculos, quando necessário Siga as instruções
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Como estudar
1) Pergunte e questione as suas dúvidas ao professor
2) Estude e revise as aulas anteriores antes de serem ministradas novas aulas
3) Procure e pesquise sobre o assunto na biblioteca e internet
4) Use o e-mail para conversar com o professor
5) Dificuldades => Converse com o professor
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Forças
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Fluido
Substância que se deforma continuamente quando submetida a uma tensão de cisalhamento.
Tensões de cisalhamento produzem deslocamento de um plano de átomos em relação ao plano adjacente.
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Fluido
SÓLIDO LÍQUIDO GÁS Mantém sua forma, independente do recipiente.
Assume a forma do recipiente, mantendo uma superfície livre.
Expande-se ocupando todo o recipiente fechado.
Moléculas presas em uma estrutura por grandes forças intermoleculares.
Embora apresente grandes forças intermoleculares, essas apresentam boa mobilidade.
Pequenas forças de interação entre as moléculas, exceto nas colisões.
Altas densidades. ρFe= 7700 kg/m3.
Médias densidades ρágua= 1000 kg/m3.
Baixas densidades ρar= 1,2 kg/m3 (nível do mar).
FLUIDO
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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.
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História
Personagens da Mecânica dos Fluidos
Arquimedes (C. 287-212 BC)
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)
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Clima Tornados
Furacões Clima global
Tempestade
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Veículos
Aeronaves
Submarinos Trem Bala
Navios
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Meio Ambiente
Dispersão da poluição Hidrologia
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Fisiologia e Medicina
Bomba de sangue Assistência ventricular
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Esportes e recreação
Esportes náuticos
Automobilismo
Offshore Ciclismo
Surf
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Aplicação em engenharia
Computer Simulations Save US $150,000 in Commuter Jet Design by
Reducing Wind Tunnel Testing
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Aplicação em engenharia
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Aplicação em engenharia
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Por que estudar Mecânica dos Fluidos?
O desastre da ponte sobre o estreito de Tacoma (1940) evidencia as possíveis conseqüências que ocorrem, quando os princípios básicos da Mecânica dos Fluidos são negligenciados;
A ponte suspensa apenas 4 meses depois de ter sido aberta ao tráfego, foi destruída durante um vendaval;
Inicialmente, sob a ação do vento, o vão central pôs-se a vibrar no sentido vertical, passando depois a vibrar torcionalmente, com as torções ocorrendo em sentido oposto nas duas metades do vão. Uma hora depois, o vão central se despedaçava
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Tacoma (EUA) – novembro de 1940
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Volgograd (Rússia) – maio de 2010
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Adicione aqui o Texto
Aplicação
Mecânica dos Fluidos – Sylvio Reynaldo Bistafa
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Aplicação
A haste transmite a fa e, para equilibrar, exerce-se F=100N no pistão maior! “Um sólido transmite a força que se exerce sobre ele.”
“Um fluido transmite a pressão que se exerce sobre ele, em todas as direções.”
Esta propriedade dos fluidos, a de multiplicar ou reduzir uma força, tem muitas aplicações práticas: máquinas de fluxo, prensas, elevadores e freios.
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Definições
Universo – tudo que existe Sistema Termodinâmico - região do
espaço delimitada fisicamente por superfícies geométricas arbitrárias reais ou imaginárias, que podem ser fixas ou móveis. Dentro dos seus limites, o sistema deverá estar cheio de matéria.
Arredores (Vizinhança) - tudo o que é externo ao sistema termodinâmico
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Tipos de sistemas termodinâmicos
Sistema fechado - composto por uma quantidade de matéria com massa e identidade fixas; apenas calor e trabalho podem cruzar a fronteira do sistema.
Sistema aberto - massa, assim como calor e trabalho, pode atravessar a superfície de controle.
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Regimes dos sistemas
Estado Estacionário (“steady state”) ou em Regime Permanente Se os valores de todas as variáveis de um processo
(todas as temperaturas, pressões, vazões, etc.) não se alteram com o tempo (a menos de pequenas flutuações) o processo é dito operar em estado estacionário ou regime permanente.
Estado Não Estacionário ou Regime Transiente São aqueles processos onde ocorrem alterações dos
valores das variáveis de processo com o tempo.
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Regimes dos sistemas
T1 T2
ENTRA = SAI
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Regimes dos sistemas
T1 T2
ENTRA < SAI
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Regimes dos sistemas
T1 T2
ENTRA > SAI
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Acúmulo
Natural de um regime transiente. Pode ser:
Massa Calor
Se não há acúmulo, o regime é permanente
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Volume de controle
Volume de controle é um volume arbitrário no espaço, através do qual um fluido escoa. O seu contorno geométrico é chamado de superfície de controle.
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Sistema de unidades
Sistemas de Unidades: As dimensões são nossos conceitos básicos de medida, tais como comprimento (L), tempo (T), massa (M) e temperatura (θ).
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a) Sistemas de Unidades Absolutos: Existem três sistemas de unidades absolutos: o c.g.s. (CGS), o Giorgi ou SI (MKS) e o inglês (FPS). De todos estes, as dimensões fundamentais são comprimento, massa, tempo e temperatura.
Unidades Fundamentais do Sistema Absoluto.
Unidades Derivadas do Sistema Absoluto.
Sistema de unidades
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Sistema de unidades
Grandezas Fundamentais Símbolo Unidade Abreviatura de Unidade
Comprimento L Metro mMassa M Quilograma kgTempo T Segundo sIntensidade da Corrente Elétrica I Ampére ATemperatura θ Kelvin KQuantidade de matéria η Mole molIntensidade Luminosa І Candela cd
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Conversão de Unidades: A conversão de unidades de um sistema para outro é feita facilmente se as quantidades são expressas como uma função das unidades fundamentais de massa, comprimento, tempo e temperatura.
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Exercício
Converta as seguintes unidades no SI:
a) 200 L b) 45 milhas c) 34 in2
d) 500 ft3/min e) 140 lbf/in2
f) 1,87 x10-5 lbf.s/ft2