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Escoamento: componentes e elementos de trajetória Fernando Osório fernando.osorio@ifsc.edu.br MECÂNICA DOS FLUIDOS II Engenharia Mecânica Descrições de escoamentos de fluidos • Na maior parte dos casos, os fluidos não permanecem estáticos, mas escoam. • Cinemática é o estudo da geometria do escoamento; ou seja, ela oferece a descrição da posição, da velocidade e da aceleração de um sistema de partículas de fluido. • Um sistema na realidade consiste em uma quantidade específica do fluido que está contido em uma região do espaço, separado do fluido que está fora dessa região, nos arredores. Descrições de escoamentos de fluidos Descrições de escoamentos de fluidos Descrições de escoamentos de fluidos Tipos de escoamentos de fluidos • Classificação do escoamento em relação aos seus efeitos viscosos: • Entre esses dois tipos, temos o escoamento transicional, ou seja, um estado onde coexistem regiões de escoamento laminar e turbulento. Tipos de escoamentos de fluidos • Um escoamento também pode ser classificado por quantas coordenadas espaciais são necessárias para descrevê-lo. Tipos de escoamentos de fluidos • Classificação do escoamento com base no espaço e no tempo: Tipos de escoamentos de fluidos • Classificação do escoamento com base no espaço e no tempo: Descrições gráficas do escoamento de fluidos • A linha de corrente é uma curva que é desenhada através do fluido de tal maneira que indique a direção da velocidade das partículas nele localizadas em determinado instante de tempo. • Para alguns tipos de análise, é conveniente considerar um grupo de linhas de corrente que cercam uma região de escoamento. • Esse agrupamento circunferencial é chamado de tubo de corrente. Descrições gráficas do escoamento de fluidos • A linha de emissão pode ser identificada tomando-se uma fotografia instantânea do traçado, ou “rastro” de todas as partículas. • Um método de definição de sombras é o resultado dos raios de luz refratados ou desviados que interagem com o fluido e então geram uma sombra em uma tela próxima. • A linha de trajetória para uma partícula de fluido define o “caminho” pelo qual a partícula trafega por um período de tempo. Aceleração de fluidos • Vamos considerar o escoamento transitório, não uniforme, de um fluido através do bocal da figura abaixo: Aceleração de fluidos • Avariação total em V = V(x, t) será • Observando que dx/dt = V, de qualquer forma, obtemos Coordenadas de linha de corrente • Coordenadas de linha de corrente Coordenadas de linha de corrente • Raio de curvatura em diversos pontos ao longo da linha de corrente Coordenadas de linha de corrente Coordenadas de linha de corrente Descrição e Classificação dos Movimentos dos Fluidos • Fluidos Viscosos e Não-viscosos; • Escoamentos Laminar e Turbulento; • Escoamentos Compressível e Incompressível; • Escoamentos Interno e Externo. Lista de exercícios Cap. 1 e 3 material postado em 07/10/2021 Cap.1 = 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.8, 1.14, 1.15, 1.16, 1.18, 1.19 e 1.21 Cap.3 = 3.3, 3.5, 3.7, 3.10, 3.12 e 3.16 Sorteio em sala: entrega em 14/10/2021 (sigaa)
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