Trabalho 1

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Faculdade Estácio do Recife
Helena Kelly Fernandes da Silva
Mecânica dos Fluidos
Recife
2017
Mecânica dos Fluidos
Seja por alguns fenômenos naturais ou seja pela importância das aplicações dos fluidos, o estudo da Mecânica dos Fluidos despertou a curiosidade e o interesse do homem ao longo da história da humanidade. O homem pré-histórico sempre se encantou com o movimento das águas e dos ventos, como atestam inúmeras pinturas rupestres encontradas em antigas cavernas que lhe serviram de abrigo.
Na antiguidade conceitos de aerodinâmica eram empregados, ainda que de forma intuitiva, para transformar hastes de madeira em flechas longilíneas, com pontas em forma de cunha e caudas estabilizadoras e ainda antigas civilizações desenvolveram notáveis embarcações movidas à vela e a remo, que evoluíram no sentido de minimizar as forças de arrasto, facilitando sobremaneira a navegação.
Entretanto, a primeira abordagem científica para a solução de problemas de fluidos em repouso só ocorreu muitos séculos depois, quando Arquimedes e Héron de Alexandria postularam a lei do paralelogramo para adição de vetores no século III a.C. Arquimedes (285-212 a.C) formulou as leis do empuxo e aplicou-as a corpos flutuantes e submersos deduzindo uma forma de cálculo diferencial como parte da análise. Os romanos construíram extensos sistemas de aquedutos no século IV a.C., mas não deixaram registros mostrando qualquer conhecimento 
Leonardo Da Vinci (1452-1519) deduziu a equação de conservação de massa para escoamento permanente e unidimensional. Da Vinci foi um excelente experimentalista e suas anotações contêm descrições precisas de ondas, jatos, ressaltos hidráulicos, formação de turbilhões e projetos para baixo arrasto (alinhados com o escoamento) e alto arrasto (paraquedas). Um francês, Edme Mariotte (1620-1684), construiu o primeiro túnel de vento e testou modelos nele.
Os problemas que envolviam a quantidade de fluidos puderam finalmente ser analisados após Isaac Newton (1642-1727) ter postulados suas leis do movimento e a lei da viscosidade dos fluidos lineares, hoje chamados fluidos newtonianos. A teoria baseou-se primeiro na hipótese de um fluido “perfeito”, ou sem atrito. Em 1687, Isaac Newton (1643 - 1727) publicou sua famosa obra Principia Mathematica, dedicando todo o segundo volume à Mecânica dos Fluidos.
Esses belos resultados se somaram até exceder a sua validade, a hipótese de fluido perfeito tem aplicação muito limitada na prática e a maioria dos escoamentos de interesse da engenharia é dominada pelos efeitos da viscosidade. Os engenheiros começaram a rejeitar o que eles viam como uma teoria totalmente irreal e desenvolveram a ciência chamada de hidráulica. 
No final do século XIX, finalmente começou a unificação entre a hidráulica experimental e hidrodinâmica teórica William Fraude (1810-1879) e seu filho Robert (1846-1924) desenvolveram leis de teste de modelos, Luz Rayleigh (1842-1919) propôs a técnica de análise dimensional e Osborne Reynolds (1842-1912) publicou em 1883, o clássico experimento em tubos que mostrou a importância do adimensional número de Reynolds, assim chamado em sua homenagem. Enquanto isso, a teoria do escoamento viscoso foi disponibilizada, mas não explorada, depois que Navier (1785-1836) e Strokes (1819-1903) acrescentaram com sucesso os termos viscosos newtonianos às equações do movimento. As equações de Navier – Strokes resultantes eram muito difíceis de analisar para escoamentos arbitrários.
Foi então que, em 1904, um engenheiro alemão, Ludwig Prandtl (1875-1953), publicou talvez o mais importante artigo já escrito sobre mecânica dos fluidos. Prandtl observou que os escoamentos de fluidos de baixa viscosidade, como, por exemplo, escoamentos de água e de ar, podem ser divididos em uma fina camada viscosa, ou camada-limite, próxima das superfícies sólidas e das interfaces, junto a uma camada externa aproximadamente não-viscosa, na qual as equações de Euler e Bernoulli se aplicam.
Definindo assim mecânica dos fluidos como o ramo da mecânica que estuda o comportamento físico dos fluidos e suas propriedades. Os aspectos teóricos e práticos da mecânica dos fluidos são de fundamental importância para a solução de diversos problemas encontrados habitualmente na engenharia, sendo suas principais aplicações destinadas ao estudo de escoamentos de líquidos e gases, máquinas hidráulicas, aplicações de pneumática e hidráulica industrial, sistemas de ventilação e ar condicionado além de diversas aplicações na área de aerodinâmica voltada para a indústria aeroespacial. O estudo da mecânica dos fluidos é dividido basicamente em dois ramos, a estática dos fluidos e a dinâmica dos fluidos. A estática dos fluidos trata das propriedades e leis físicas que regem o comportamento dos fluidos livre da ação de forças externas, ou seja, nesta situação o fluido se encontra em repouso ou então com deslocamento em velocidade constante, já a dinâmica dos fluidos é responsável pelo estudo e comportamento dos fluidos em regime de movimento acelerado no qual se faz presente a ação de forças externas responsáveis pelo transporte de massa. 
Dentro as várias aplicações da Mecânica dos Fluidos em diversas áreas incluindo na Engenharia Mecânica pode-se citar: Ação de fluidos sobre superfícies submersas como em barragens, equilíbrio de corpos flutuantes em embarcações, ação do vento sobre construções civis, estudos de lubrificação, transporte de sólidos por via pneumática ou hidráulica utilizados em elevadores, cálculo de instalações e máquinas hidráulicas, instalações de vapor como caldeiras e ação de fluidos sobre veículos (Aerodinâmica).
Um exemplo específico e prático na Engenharia Mecânica é o funcionamento do circuito hidráulico em pulverizadores: Quando a pulverização é acionada, o fluido parte do reservatório através das tubulações; O fluido entra na bomba hidráulica que chega a bombear até 11m³/min de fluido para um bloco que controla a saída do fluido por uma tubulação a uma pressão de 150 bar e uma vazão de 28 l/min; Com a vazão e pressão estabilizada o fluido entra no motor hidráulico, gerando o movimento da bomba de água; A bomba de água manda para as barras uma vazão de 147 l/min de água. A água é distribuída através de 43 bicos com uma vazão de 3.41 l/min em cada bico, formando assim a pulverização.
Referências
Ebah, Mecânica dos fluidos um abordagem histórica e propriedades essenciais. Disponível em:
<http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAN6MAD/mecanica-dos-fluidos-abordagem-historica-propriedades-essenciais> Acesso em 2 de março de 2017.
Luiz Eduardo Miranda, Definição de mecânica dos fluidos, sistemas de unidades. Disponível em:
<http://www.engbrasil.eng.br/pp/mf/aula1.pdf> Acesso em 2 de março de 2017.
Ebah, Mecânica dos fluidos. Disponível em:
<http://www.ebah.com.br/content/ABAAABRCMAF/mecanica-dos-fluidos> Acesso em 2 de março de 2017.