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hidráulica aplicada

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Introdução 
Experiência tem mostrado que a hidráulica vem se destacando e ganhando espaço como um meio de transmissão de energia nos mais variados seguimentos de mercado amplas área de automação foram possíveis com a introdução de sistema hidráulica para controle de movimentos.
O termo hidráulico derivou-se da raiz grega hidro, que tem o significado de água, por essa razão entendem-se por hidráulica todas as leis e comportamentos relativos a água ou outro fluido, ou seja, hidráulica é o estudo das características e uso dos fluidos sob pressão.
Lei de pascal
A pressão exercida em um ponto qualquer de um liquido estático é a mesma todas as direções e exerce forças iguais em áreas iguais. Vamos supor um recipiente cheio de liquido, o qual é praticamente incompressível.
Quando aplicamos uma força de 10kgf em uma área de 1cm², obtemos como resultado uma pressão interna de 10kgf/cm² agindo em toda a parede do recipiente com a mesma intensidade.
Este principio descoberto e anunciado por pascal, levou a construção da primeira prensa hidráulica no principio da revolução industrial.
Temos que a pressão, agindo em todos os sentidos internamente no vaso de pressão é de 10kgf/cm². Esta pressão suportará um peso de 1000kgf se tiver uma área A2 de 100cm², sendo F=P.A (F=força P=pressão A=área )
Conservação de energia
Relembrando um principio enunciado por lavaisler, “na natureza nada se cria e nada se perde, tudo se transforma”
Quando desejamos realizar uma multiplicação de forças significa que teremos o pistão maior, movimento pelo fluído deslocado pelo pistão menor, sendo que a distancia de cada pistão seja inversamente proporcional as suas áreas 
Transmissão de forças 
Os quatros métodos de transmissão de energia são; mecânica, elétrica, hidráulica e pneumática.
Alguns fundamentos da hidráulica
Forças transmitidas através de um sólido
A força transmitida em uma direção se empurrarmos o sólido em uma direção a força é transmitida ao lado oposto, diretamente.
Forças transmitidas por um líquido 
Se empurrarmos o tampão de um recipiente cheio de líquido, o líquido do recipiente transmitido pressão sempre da mesma maneira, independentemente de como ela é de sua forma.
Fluido hidráulico 
O fluido hidráulico é o elemento vital de um sistema hidráulico. Ele é um meio de transferência de energia, um lubrificante, um vedador e um agente trocador de calor.
Índice de viscosidade
É um número puro que indica como um fluido varia em viscosidade quando a temperatura muda um fluido com alto índice de viscosidade mudaria relativamente pouco com a temperatura. A maior parte dos sistemas hidráulicos possui índice de viscosidade superior a 90°.
Viscosidade 
É a medida de resistência ao fluxo das moléculas de um liquido quando eles desligam uma sobre as outras. É uma medida inversa a fluidez.
Efeito da temperatura sobre a viscosidade 
Uma garrafa de mel tirada da geladeira apresenta uma alta resistência ao fluxo tentar passar esse líquido por um funil constitui numa operação demorada. 
Tipos de fluxos
Os escoamentos estão sujeitos a determinadas condições gerais, princípios e leis da dinâmica e teoria da turbulência. Os principais tipos de fluxos são: laminar, turbulento, permanente, variáveis, livre, forçado, entre outros. 
Fluxo laminar
Ocorre quando as partículas movem-se ao longo da trajetória bem definidos apresentando lâminas ou camadas (daí o nome laminar) cada uma delas preservando sua característica no meio. No escoamento laminar a viscosidade age no fluido no sentido de amortecer a tendência do surgimento da turbulência. Este escoamento ocorre geralmente a baixas velocidades e em fluídos que apresentam alta viscosidade. 
Escoamento turbulento 
Ocorre quando as partículas de um fluido não movem se ao longo da trajetória bem definidas, ou seja, as partículas descrevem trajetórias irregulares, com 
movimento aleatório, produzindo uma transferência de quantidade de movimento entre regiões de massa líquida. Este escoamento é comum na água, cuja viscosidade é relativamente baixa.
Escoamento unidimensional 
Escoamento cujas propriedades (velocidade, massa especifica, pressão, etc ) são funções exclusivas de uma única coordenada espacial e do tempo, ou seja, são representados em função de valores médios da seção.
Escoamento Bidimensional 
Ocorre quando as partículas de um fluído escoam em planos paralelos e segundo trajetórias idêntica, não havendo escoamento na direção normal aos planos. 
Escoamento relacional 
Ocorre quando as partículas de um fluido, numa certa região, apresentam rotação em rotação a um eixo qualquer.
Escoamento Irrotacional 
Ocorre quando as partículas de um fluido não apresentam rotação em um eixo qualquer.
Escoamento Permanente
Quando as propriedades de um fluido em cada ponto do mesmo, não variam no tempo.
Escoamento Variável 
Também conhecido como escoamento não permanente, ocorre quando as propriedades do mesmo apresentam variações no tempo.
Escoamento Uniforme
Um escoamento é considerado uniforme quando todas as seções transversais de um dado condutor forem iguais e a velocidade e a velocidade média, em todas as seções, em um determinado instante, for a mesma. Em outras palavras, escoamento uniforme é aquela no qual o vetor velocidade, tem suas características (módulo, direção e sentido ) iguais em todos os pontos do fluído.
Escoamento Variado
Aquele no qual o vetor velocidade apresenta características (módulo, direção e sentido ) distintas nos vários pontos de fluído.
Escoamento Livre
Ocorre quando todas as seções transversais de um fluído estiver em contato com a atmosfera. Esse escoamento se da necessariamente pela ação da gravidade também conhecida de escoamento em superfície livre.
Escoamento Forçado 
Ocorre no inferior de tubulações, ocupando toda a sua área geométrica, não apresentando contato com a atmosfera ambiente. A pressão que o líquido exerce na tubulação é diferente da pressão atmosférica. Este escoamento se da usualmente através de bombeamento. 
Equação da Continuidade 
Para o escoamento permanente a massa do fluído que passa por todas as seções de uma tubulação ao longo do tempo é;
P1.A1.V1=P2.A2.V2
Numero de Reynolds
Reynolds verificou que o movimento de um fluído em um tubo, por exemplo, pode ser laminar ou turbulento, dependendo do valor do número adimensional associado dado por;
Essa expressão chamada de ”numero de Reynolds “ mostra que o tipo de escoamento depende do conjunto de grandezas V,D,Y e não somente de cada um deles. Reynolds também verificou que no caso de turbo, seriam observados os seguintes valores;
Re< 2000=escoamento laminar
2000<Re<2400= escoamento de transição 
Re>2400= escoamento turbulento
Trajetória de um fluído
É o lugar geométrico dos pontos ocupados por uma partícula em instantes sucessivos. Nota-se que a equação de uma trajetória será função do ponto inicial, que individualiza a partícula, e do tempo. Uma visualização da trajetória será obtida por meio de uma fotografia com tempo longo de exposição de um flutuante colorido colocado num fluído em movimento.
Linhas de correntes 
É uma linha tangente aos valores da velocidade de diferentes partículas no mesmo instante. Nota-se que, na equação da linha da corrente, o tempo não é uma variável, já que se refere a um certo instante. A visualização pode ser feita lançando, por exemplo, serragem em diversos pontos do escoamento e em seguida tirando uma foto no instante do movimento. A serragem ira: num pequeno intervalo de tempo, apresentar um curto espaço percorrido que representará o vetor da velocidade no ponto. A linha de corrente será obtida traçando-se na fotografia a linha tangente aos traços da serragem.

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