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Equação de Bernoulli Tipos de energia mecânica associada ao fluido: Energia mecânica: Potencial Gravitacional Gravitacional Pressão Cinética Epg Quando um corpo tem a capacidade de transformar sua energia em trabalho, Transforma em energia cinética Quem provoca movimento neste corpo é a força gravitacional. zgmE WE pg pg .. Energia Cinética Movimento 2 . 2vm Ec Energia de pressão (Epr) Se a força desloca uma parcela do fluido, ela realiza trabalho dpE dpW dpdW dsAdW dSFdW pr . . . .. . Energia Mecânica Total dp vm gmE EEEE prcpg . 2 . . 2 zgmW zGW .. . Equação de Bernoulli Hipóteses de Simplificação: o Regime permanente o Sem presença de máquina (bomba/ turbina) o Sem presença de atrito o Fluido incompressível o Sem trocas de calor o Propriedades uniformes na seção 22 2 22 222 11 2 11 111 . 2 . .. . 2 . .. dp vdm hgdmdE dp vdm hgdmdE A energia se conserva 21 dEdE 2 2 2 2 1 2 1 1 2 2 121 2 11 21 21 2 2 2 2 22 222 1 1 1 2 11 111 22 2 22 22211 2 11 111 .2.2 .2 . .2 . * * . 2 . ... 2 . .. * . 2 . ... 2 . .. p g v Z p g v Z g p g v g Zg g p g v g Zg dmdm dm p vdm hgdmdE dm p vdm hgdmdE dm d dp vdm hgdmdEdp vdm hgdmdE Carga Peso Energia “carga” substitui a expressão energia por unidade de peso m N mN Newton Joule H . Exemplo: Carga do fluido na seção 1= 10m Cada 1 N de fluido carrega 10J de energia Carga Gravitacional: O quanto a Epg de um fluido possui por unidade de peso. Z gm Zgm HG . .. Carga Cinética: O quanto de Ec o fluido possui por unidade de peso. Carga de Pressão: O quanto de Ep o fluido possui por unidade de peso. 2 2 2 2 1 2 1 1 .2.2 p g v Z p g v Z Energia total por unidade de peso numa seção de carga ou carga total na seção Colocar uma máquina Fornecer energia ou retirar energia de um fluido. Bomba Fornece energia HM = HB Turbina Retira energia HM = -HT H1 + HM = H2 Tem atrito 2,1pH Quantidade de energia dissipada entre (1) e (2) por unidade de peso do fluido. 2,121 pM HHHH Potência do fluido Rapidez com que a máquina fornece (bomba) ou retira (turbina) energia de um fluido. g v gm vm H c .2. 2 . 2 2 p g p gm p H p .. . . . 2 2 2 22 1 2 1 11 .2 .2 p g v ZH p g v ZH 2,121 22,11 p p HHH HHH tempo peso N P energia N tempo energia N QHN QHN QHN G .. .. . MOTOR BOMBA TURBINA Diagrama de velocidade não uniforme na seção O termo energia cinética, escrito com velocidade média, necessitará de um coeficiente de correção (α), pois o valor teórico é diferente do valor prático. 2 2 2 2 1 2 1 1 .2.2 p g v Z p g v Z Como calcular α? C quantidade de energia cinética que passa pela secção. dtd vdm dm t E C c .2 . 2 Escoamento Laminar α = 2 Escoamento turbulento α = 1,06 2,1 2 2 2 2 1 2 1 1 .2 . .2 . pm H p g v ZH p g v Z Equação válida, sem nenhuma restrição, para regime permanente, fluido incompressível e sem trocas de calor. Equação de uso mais frequente. dA v v A AvdAv AvdAv C dAv C vdAv dC vQd dC vdQ dC m m m m 3 33 33 3 2 2 2 . 1 2 . 2 .. 2 . 2 .. 2 .. 2 ... 2 ... 2 .
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