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PROF: CLÁUDIO MESSIAS DA SILVA MECÂNICA DOS FLUIDOS RELAÇÕES PARA UM VOLUME DE CONTROLE 1 PROF: CLÁUDIO MESSIAS DA SILVA SISTEMAS versus VOLUME DE CONTROLE 1º Todas as leis da mecânica são escritas para um sistema, que é definido como uma quantidade de massa de identidade fixa. Tudo que for externo a este sistema é denominado vizinhanças por uma fronteira. As leis da mecânica estabelecem então o que ocorre quando houver uma interação entre o sistema e suas vizinhaças. SISTEMA – conforme foi falado é uma quantidade de massa m. onde msistema= constante. 2 PROF: CLÁUDIO MESSIAS DA SILVA SISTEMAS versus VOLUME DE CONTROLE 3 PROF: CLÁUDIO MESSIAS DA SILVA SISTEMAS versus VOLUME DE CONTROLE 4 PROF: CLÁUDIO MESSIAS DA SILVA SISTEMAS versus VOLUME DE CONTROLE Sendo assim temos as nossas quatro leis básicas na forma de volume de controle apropriada para regiões arbitrárias de um escoamento: Conservação da Massa. A equação da quantidade de movimento linear. A relação de quantidade de movimento angular. A equação da energia. 5 PROF: CLÁUDIO MESSIAS DA SILVA VAZÃO VOLUMÉTRICA E VAZÃO EM MASSA 6 PROF: CLÁUDIO MESSIAS DA SILVA Considere o escoamento permanente de água através do dispositivo mostrado. As áreas são A1 = 0,4 m2 com escoamento entrando. A2 = 1,0 m2 e A3 = A4 = 0,8 m2. A vazão em massa através da seção 3 é dada como 7,76 kg/s saindo. A vazão em volume entrando pela seção 4 é de 2 m3/s, e V1 = 20 m/s. Determine a velocidade do escoamento saindo na seção 2. VAZÃO VOLUMÉTRICA E VAZÃO EM MASSA 7 PROF: CLÁUDIO MESSIAS DA SILVA Água a 20ºC escoa em regime permanente através de um tanque fechado. Na seção 1, D1=6cm e a vazão volumétrica é de 100 m3/h. Na seção 2, D2=5cm e a velocidade média é de 8 m/s. Se D3=4cm, qual é a vazão Q3 em m3/h e a velocidade média V3 em m/s? VAZÃO VOLUMÉTRICA E VAZÃO EM MASSA 8 PROF: CLÁUDIO MESSIAS DA SILVA Água a 20ºC escoa em regime permanente com 40 kg/s através do bocal. Se D1=18cm e D2= 5cm, calcule a velocidade média, em m/s, na seção 1 e na seção 2. VAZÃO VOLUMÉTRICA E VAZÃO EM MASSA 9 PROF: CLÁUDIO MESSIAS DA SILVA QUANTIDADE DE MOVIMENTO LINEAR Um volume de controle de um tronco de bocal tem pressão superficial absoluta de 275,8 kPa na seção 1 e pressão atmosférica de 103,4 kPa (absoluta) na seção 2 e sobre a superfície externa do bocal, como mostrado abaixo. Calcule a força de pressão resultante, sendo D1=75 mm e D2=25 mm. 10 PROF: CLÁUDIO MESSIAS DA SILVA DESCRIÇÕES LAGRANGIANA E EULERIANA Em 11 PROF: CLÁUDIO MESSIAS DA SILVA DESCRIÇÕES LAGRANGIANA E EULERIANA Em mec. dos fluidos há dois pontos de vista diferentes de análises de problemas. Método Euleriano – preocupa com o campo de escoamento, ex: medição de pressão, velocidade, os medidores são fixados em um ponto sendo medida a pressão e a velocidade do escoamento. Metodo Lagrangiano – preocupa-se com a partícula em individual, por exemplo nas medições acima o medidor deveria acompanhar o escoamento. 12 PROF: CLÁUDIO MESSIAS DA SILVA Análise do Comportamento de um Fluido. 13 PROF: CLÁUDIO MESSIAS DA SILVA ASD PROF: CLÁUDIO MESSIAS DA SILVA 14 PROF: CLÁUDIO MESSIAS DA SILVA ASD PROF: CLÁUDIO MESSIAS DA SILVA 15
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