Mecânica dos Fluidos
Conteúdo da Aula:
Função é uma expressão matemática que relaciona pelo menos duas variáveis, uma chamada dependente e a outro independente.
Quando a função tem apenas uma variável independente ela é chamada de função de uma variável como por exemplo o cálculo de peso (P= m . g). Como a aceleração da gravidade é constante, o peso depende apenas da variável massa.
Porém, existem funções que são chamadas de função de várias variáveis, que é quando o item em questão depende de vários fatores. Por exemplo, o cálculo de potência hidráulica (Ph=gama.Q.HB), no caso, a potência hidráulica depende do peso específico do fluido, da vazão e da altura manométrica.
Derivada é um tema muito frequente na engenharia. Alguns casos é de difícil resolução, mas o mais importante, muito gente não entende, que é a interpretação física da derivada.
Num primeiro momento, sempre que as propriedades em avaliação se alteram, precisamos fazer uma avaliação chamada infinitesimal, ai entra o conceito de derivada.
Mas afinal qual o significado da derivada? Por exemplo: A expressão dy/dx=cos 5x tem o seguinte significado:
dy/dx é a variação infinitesimal da variável y em relação a x e cos 5x é a maneira como y varia em relação a x. Uma outra maneira de interpretar é qual é a variação de y em relação a x? Isso é dy/dx. Como y varia em relação a x? Isso é cos5x.
Quando estamos lidando com uma função de várias variáveis, temos que trabalhar com o conceito de derivadas parciais. Nesse caso, teremos interpretações do tipo. Como a grandeza y varia em relação a x, a z ou a w separadamente. A junção de todas as derivadas parciais dá-se o nome de derivada total.
A partir do momento que eu desejo ter o valor global da solução, eu devo utilizar o conceito de Integral que é executado a partir da expressão em forma de derivada. Quando a função é de várias variáveis, usamos a chamada integral múltipla.
CONSIDERAÇÕES SOBRE A MECÂNICA DOS FLUIDOS
A Mecânica dos Fluidos é uma disciplina da engenharia muito importante, pois ela trata da interação dos fluidos em diversos sistemas.
Fluido nada mais é do que a junção dos líquidos em gases em uma única classificação, assim passamos a dividir o estudo da mecânica em dois, o estudo relativo aos sólidos e o estudo relativos aos fluidos.
Entender os conceitos da Mecânica dos Fluidos é fundamental para qualquer aspirante a engenheiro, até mesmo os técnicos e tecnologos.
Os princípios da Mecânica dos Fluidos estão inseridos em qualquer sistemas que envolva um líquido ou gás (também vapor) e portanto, essencial na engenharia.
Nossa playlist de Mecânica dos Fluidos aborda os seguintes temas:
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Introdução
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Conceito técnico de Fluido
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Lei de Newton da Viscosidade e Tensão de Cisalhamento
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Fluidos Newtonianos e Fluidos Não-Newtonianos
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Conceito de Viscosidade Dinâmica
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Conceito de Massa Específica
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Conceito de Peso Específico
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Conceito de Densidade Relativa ou Peso Específico Relativo
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Conceito de Viscosidade Cinemática
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Estática dos Fluidos
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Conceito de Pressão
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Princípio de Stevin
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Lei de Pascal
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Conceito de Carga de Pressão
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Superfícies Submersas e Comportas
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Manometria e Manômetro em U
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Cinemática dos Fluidos
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Conceito de Escoamento em Regime Permanente e Não-Permanente
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Conceito de Escoamento Laminar, Escoamento de Transição e Escoamento Turbulento
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Número de Reynolds
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Conceito de Escoamento Ideal ou Não-Viscoso
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Conceito de Escoamento Incompressível
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Conceito de Linhas de Corrente e Trajetória
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Conceito de Escoamento Uniforme
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Conceito de Velocidade Média na Seção
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Conceito de Vazão Volumétrica
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Conceito de Vazão em Massa
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Equação da Continuidade
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Lei de Conservação da Massa
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Equação da Energia
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Energias Mecânicas Associadas ao Fluido
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Equação de Bernoulli
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Equação da Energia na presença de Uma Bomba ou Uma Turbina
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Equação da Energia Para um Fluido Real
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Altura Manométrica da Bomba
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Potência Hidráulica e Potência de Eixo
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Equação da Continuidade de Movimento
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Cálculo de Força Exercida por Um Fluido
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Cálculo de Perda de Carga
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Conceito de Raio Hidráulico e Diâmetro Hidráulico
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Conceito de Rugosidade Real, Rugosidade Uniforme e Rugosidade Equivalente
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Diagrama de Moody-Rouse
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Cálculo de Perda de Carga Distribuída
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Cálculo de Perda de Carga Localizada pelo comprimento equivalente e pelo coeficiente de perda de carga localizada.
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Exercício: Instalação de Bombeamento