MEC FLU e HIDR ULICA Notas de aula1

MEC FLU e HIDR ULICA Notas de aula1

(Parte 1 de 9)

Área de Recursos Hídricos e Saneamento Ambiental – RHESA

Universidade Estadual do Oeste do Paraná – UNIOESTE Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas – Campus Cascavel –PR

Mecânica dos Fluidos e HidráulicaProf. Dr. Silvio César Sampaio
w.unioeste/ccet/rhesassampaio@unioeste.br

Profº. Dr. Silvio César Sampaio CASCAVEL – PR

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Mecânica dos Fluidos e HidráulicaProf. Dr. Silvio César Sampaio
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1. Noções Introdutórias

Etmologia = grego Hidro = água Aulos = condução, condutos

Latinos: Conceito: é o estudo do comportamento da água e fluídos em repouso ou em movimento.

• Hidráulica teórica:

Hidrostática; Hidrodinâmica.

• Hidráulica Aplicada:

Hidráulica Urbana: esgoto, abastecimento de água e tratamento; Hidráulica Rural: irrigação, drenagem; Hidráulica Fluvial: rios, canais; Hidráulica Marítima: portos, obras marítimas.

• Instalações Hidráulicas.

• Hidrelétricas.

1.3. Evolução da Hidráulica oMesopotâmia: canais entre os rios Tigre e Eufrates; oBabilônia: 3750 a.C., Sistema de esgotos; oEgito: 2500 a.C., Sistema de irrigação, drenagem, barragens no rio Nilo; oAssírios: 691 a.C., Sistema de abastecimento de água. oItália: No século XVI, chafarizes; oNo século XIX fºfº (ferro fundido).

1.4. Propriedades Físicas dos Fluidos

Fluidos são corpos constituídos de moléculas as quais podem se mover independentemente uma das outras, com aplicação de uma força com pequena intensidade.

Divisão dos Fluidos Líquidos Gases

Moléculas próximas Moléculas distantes

Toma forma do recipiente Não toma forma

Não muda de volume Muda de volume Grande densidade Pequena densidade

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Pequena compressibilidade Grande compressibilidade oCompressibilidade: é a propriedade que tem os corpos de reduzir seu volume sob pressão externa; oElasticidade: é a capacidade dos corpos de aumentar seu volume quando reduz a pressão; oViscosidade: é a propriedade que o fluido tem que é responsável pela resistência a deformação.

2. Hidrostática Estuda as propriedades dos líquidos em repouso.

Principais características: - não possuem forma própria;

- são incompressíveis.

Peso específico de alguns líquidos (³/mkgf=γ)

Álcool etílico 790 kgf/m³ a 15ºC Água destilada 1000 kgf/m³ a 4ºC Água do mar 1027 kgf/m³ a 25ºC Cerveja 1020 – 1040 kgf/m³ Gasolina 680 – 760 kgf/m³ Leite 1030 kgf/m³

Coesão: duas moléculas; Adesão: líquido-sólido.

oCoesão: manifesta-se na forma de uma gota líquida (líquido-líquido); oAdesão: manifesta-se no contato entre o líquido e as paredes (líquido-sólido); oTensão Superficial: ocorre do contato entre o líquido e o ar; oViscosidade: é a resistência que o líquido apresenta a deformação; oPressão: pressão de um líquido sobre uma superfície é a força que este líquido exerce sobre a unidade de área desta superfície (AFP=); oLei de Pascal: a pressão exercida num ponto de um líquido se transmite em igual intensidade em todas as direções; oVasos Comunicantes: se o líquido é homogêneo uma série de vasos comunicantes apresentará o mesmo nível de superfície dos líquidos. (se os líquidos forem imiscíveis não alcançarão o mesmo nível)

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h1 h2 em que:

1γ – peso específico do líquido 1; 1h – altura do líquido 1; 2γ – peso específico do líquido 2; 2h – altura do líquido 2.

hP⋅=γ Eq. (2) em que: P – pressão; h – altura; γ – peso específico.

A FP= Eq. (3) em que: F – força; h – altura; γ – peso específico;

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A – área. F1 F2

D2D1

2.1. Lei de Stevin

A diferença de pressão entre dois pontos da mesma massa de um líquido é igual a diferença de profundidade desse ponto multiplicado pelo peso específico do líquido.

P2h γ em que: atmP – pressão atmosférica.

Aparelho para medir pressão piezômetro, manômetro.

2.2. Equilíbrio dos Fluidos sob ação da gravidade

A pressão exercida na superfície de um líquido é exercida pelos gases acima dele.

Geralmente se supõe o campo da gravidade com intensidade constante, e com a mesma direção em todos os pontos, segundo a vertical do local.

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A pressão atmosférica varia com a altitude.

2.3. Princípio de Arquimedes

Um corpo imerso num líquido está sujeito a um impulso vertical (γV) de intensidade igual ao peso do líquido deslocado.

em que: F – resultante do sistema de forças; γ – peso específico do líquido;

V – volume do líquido; G – peso do corpo.

2.4. Centro de Pressão

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