(C) ESTUDO DA HIDRODINÂMICA

Prévia do material em texto

ESTUDO DA HIDRODINÂMICA 
GRACIELA MAIARA DALASTRA 
HIDRODINÂMICA 
Conceito: 
Estudo dos fluidos em movimento. 
Num sentido restrito, a hidrodinâmica, é o estudo do 
fluido perfeito: sem coesão, viscosidade, incompressível. 
EXEMPLO: Água escoando por um tubo ou leito de um rio 
Variáveis a considerar no estudo do fluido em 
movimento 
 
Qualquer problema de dinâmica dos fluidos pode ser 
estudado se conhecidas as seguintes grandezas relativas 
às partículas, ao longo do tempo: 
 pressão 
 massa específica 
 direção 
 velocidade 
Vazão ou Descarga (Q) 
Definição: é a quantidade de fluido que escoa por 
uma tubulação por unidade de tempo. Deste modo: 
Q = 
𝑽𝒐𝒍
∆𝒕
 
 Q = A.v (velocidade) 
Unidades usuais: 
(SI): m 3 s -1 
Unidades utilizadas na prática: L/s, L/h, m 3 h -1 
Exemplo 1: 
Qual a vazão de água (em l/s) circulando através de um tubo 
de 32 mm de diâmetro, considerando a velocidade da água 
como sendo 4 m/s? Lembre-se que 1 m3 = 1000 litros 
Classificação dos Movimentos de Líquidos 
Uma classificação geral, diz respeito a pressão atuante 
no conduto, podendo o escoamento ser Forçado ou Livre. 
 o fluido apresenta um 
contato total com suas 
paredes internas. 
sempre uma superfície 
livre, onde o fluido está em 
contato com o ar 
atmosférico. 
Escoamento Forçado: a pressão é sempre diferente da 
atmosférica e portanto o contudo tem que ser fechado, 
como nas tubulações de recalque e sucção das bombas ou 
nas redes de abastecimento de água. 
Escoamento Livre: a pressão na superfície do líquido é 
igual á atmosférica, podendo o conduto ser aberto, como 
nos canais fluviais, ou fechado, como nas redes de coleta 
de esgoto sanitário. 
a) Movimento permanente: Velocidade, pressão e área 
constantes em um mesmo ponto, ao longo do tempo.(Q = 
constante). 
 
Classificação quanto a variação no tempo: 
b) Movimento não-permanente: velocidade média varia 
nas diferentes seções de escoamento, ao longo da 
corrente. Pode ser ACELERADO ou RETARDADO. 
Classificação quanto a variação no tempo: 
 a) Movimento permanente 
uniforme: quando a velocidade 
média permanece constante ao 
longo da seção. Exemplos de 
escoamento uniforme são 
encontrados nos condutos de 
grande extensão, como adutoras. 
Classificação quanto a trajetória: 
Classificação quanto a trajetória: 
b) Movimento variado: 
Velocidade, pressão e área 
variam com o tempo. 
Condutos com vários 
diâmetros ou canais com 
declividades variáveis, são 
exemplos. 
Classificação quanto a direção da trajetória das 
partículas 
Em relação a direção na trajetória das partículas, o 
escoamento pode ser Laminar ou Turbulento. 
A experiência de Reynolds consiste na injeção de um corante 
continuamente em um ponto do escoamento, permitindo 
visualizar estes dois tipos de fluxo. 
Laminar Turbulento 
Regime de escoamento 
Regime Laminar: as trajetórias das partículas em 
movimento são bem definidas e não se cruzam. 
Regime turbulento: movimento desordenado das 
partículas. 
Para saber se o fluxo é laminar ou turbulento, devemos 
definir o número de Reynolds, que se obtém através da 
fórmula: 
 
NR = 
𝑽.𝑫
𝝂
 
 
NR – número de Reynolds resistência dos líquidos ao 
escoamento, (adimensional); 
V – velocidade (m/s); 
D – diâmetro (m); 
𝜈 – viscosidade cinemática (m2/s). 
Exemplo 2: 
Determine o regime de escoamento sabendo que o 
tubo tem um diâmetro de 75 mm e transporta água (𝜐 = 
10-6 m2/s) com uma vazão de 20 m3/h. 
Exemplo 3: 
Qual deveria ser a velocidade de escoamento do 
exemplo anterior para que o regime se tornasse laminar? 
**Na Engenharia Hidráulica, em geral, os escoamentos 
se enquadram na categoria turbulento. 
O escoamento laminar pode ocorrer quando um fluido 
é muito viscoso ou a velocidade do escoamento é muito 
pequena, como nos decantadores das estações de 
tratamento de água.