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CENTRO UNIVERSITÁRIO DE MINEIROS (UNIFIMES) UNIDADE BÁSICA DE CIÊNCIAS EXATAS CURSO DE ENGENHARIA CIVIL Fenômenos dos Transportes Hidrodinâmica Escoamentos em Dutos Mineiros-GO 2014 Marciel Freitas Fernandes Hidrodinâmica Escoamentos em Dutos O devido Trabalho desenvolvido durante a disciplina de Fenômenos dos Transportes como parte de avaliação ao 2º bimestre em questão. Docente: Alexandre Paiva Mineiros – GO 2014 Hidrodinâmica A hidrodinâmica estuda os líquidos em movimento. Aqui não serão considerados os casos em que o escoamento do líquido é turbulento. Abordaremos as noções básicas da hidrodinâmica. Tipos e Escoamento: Escoamento Estacionário – também conhecido como laminar, é obtido quando a velocidade de escoamento é pequena, ou seja, quando a velocidade de escoamento for a mesma em todos os pontos. Ex.: a água de um rio calmo, escoamento de ar e gases. Na figura esquematizamos um tubo dentro do qual um líquido escoa da esquerda para adireita. Nos pontos A, B e C, uma partícula do líquido tem, respectivamente, as velocidades A v r , B v r e C v r . O escoamento é dito estacionário ou em regime permanente se qualquer partícula do fluido, ao passar por A, B e C, o faz com velocidades respectivamente iguais a A v r , B v r e C v r . Nesse tipo de escoamento, cada partícula que passar por um determinado ponto seguirá a mesma trajetória das partículas precedentes que passaram por aqueles pontos. Tais trajetórias são chamadas linhas de corrente. Na figura representamos as linhas de corrente I, II e III. O movimento dos fluidos pode ser classificado como: Em nossas aplicações, trabalharemos com movimento permanente. Em uma determinada seção, a vazão ou descarga representa a quantidade de líquido que atravessa esta seção por unidade de tempo. • Na hidráulica, expressamos a vazão em termos do volume de água que atravessa uma determinada seção por unidade de tempo: litros por minuto, metros cúbicos por segundo, metros cúbicos por hora, etc. A seguinte relação pode ser estabelecida entre a vazão, a área de escoamento e a velocidade média de escoamento da água na seção considerada. É importante ressaltar que a velocidade média se refere `a área da seção de escoamento, que pode ou não ser igual à área da seção tubo. Nos textos de hidráulica é costume representar valores de vazão pela letra Q ou q. Escoamento não estacionário – ou turbulento é quando a velocidade do fluído varia no decorrer do tempo. Ex.: quedas d´água em virtude de rochas e outros obstáculos existentes. O tamanho dos tubos (diâmetro) e a viscosidade do fluído influenciam muito no escoamento de fluídos através de tubos, isso porque, com a viscosidade, aparecem forças de movimento relativo entre as camadas do fluído, o que ocasiona a dissipação de energia mecânica. Equação de Bernoulli P + r g Y + ½r V2 = CONSTANTE