Aula 02 Classificação dos Escoamentos

Prévia do material em texto

Centro Universitário Filadélfia
Engenharia Civil
ENGC1021 Hidráulica
AULA 02
Classificação dos escoamentos
Profa. Ms. Emily Giany
2017
Classificação dos escoamentos:
Escoamento é a mudança na forma do fluido sujeito a
ação de uma tensão de cisalhamento.
Conduto é qualquer estrutura sólida, destinada ao
transporte de fluidos.
O escoamento pode ser classificados quanto à:
1. Pressão no condutor;
2. Direção da trajetória das partículas;
3. Direção do escoamento;
4. Variação no tempo;
5. Trajetória;
6. Ângulo de escoamento.
Classificação dos escoamentos:
1. Pressão no condutor;
Conduto 
Forçado
Conduto 
Livre
P ≠ P atm;
Seção plena;
Fechado;
Gravidade ou bombeamento
P = P atm;
Pode ser seção plena;
Aberto ou fechado;
Gravidade
Classificação dos escoamentos:
1. Pressão no condutor;
Conduto 
Forçado
Conduto 
Livre
Encanamento; 
Canalizações sob pressão;
Canalizações de recalque;
Canalizações de sucção;
Barriletes de sucção ou descarga.
Canaletas;
Calhas;
Drenos;
Rede de esgoto;
Galerias;
Canais e rios.
Classificação dos escoamentos:
1. Pressão no condutor;
Classificação dos escoamentos:
2. Direção da trajetória das partículas;
Regime 
Laminar
Regime
Turbulento
Experiência de Reynolds
Classificação dos escoamentos:
Experiência de Reynolds
Classificação dos escoamentos:
Experiência de Reynolds
Abertura menor
Regime laminar
Abertura maior
Regime turbulento
Classificação dos escoamentos:
Regime 
Laminar
Regime
Turbulento
As partículas de um fluido movem-se ao longo de trajetórias bem
definidas, apresentando lâminas ou camadas. Ocorre geralmente a
baixas velocidades e em fluídos que apresentem grande
viscosidade.
As partículas descrevem trajetórias irregulares, com movimento
aleatório. Este escoamento é comum na água, cuja a viscosidade é
relativamente baixa.
Classificação dos escoamentos:
Número de Reynolds (Re)
Para escoamentos em dutos cilíndricos
circulares, Reynolds determinou que há uma relação
entre o diâmetros (D), a velocidade média (V) e a
viscosidade cinemática (ν).
�� =
� � �
ν
V: velocidade do fluido (m/s);
D: diâmetros da canalização (m) – Conduto forçado;
RH: Raio hidráulico (m) – Contudo livre;
ν: viscosidade cinemática (m²/s).
�� =
� � 4 �� 
ν
Classificação dos escoamentos:
Número de Reynolds (Re)
Regime Condutos livres Condutos forçados
Laminar Re < 500 Re < 2000
Transição 500 < Re < 1000 2000 < Re < 4000
Turbulento Re > 1000 Re > 4000
Classificação dos escoamentos:
Exercícios
Classificação dos escoamentos:
3. Direção do escoamento:
Unidimensional
Escoamento cujas propriedades (velocidade,
massa específica, pressão e etc), são funções
exclusivas de uma única coordenada especial e
do tempo, representadas em função de
valores médios da seção.
Bidimensional
Tridimensional
Ocorre quando as partículas de um fluido
escoam em planos paralelos e seguindo
trajetórias idênticas. As grandezas de
escoamento variam em 2 direções.
As grandezas de escoamento variam em 3
direções.
Classificação dos escoamentos:
4. Variação do tempo:
Permanente
Não 
permanente ou 
transitório
Não há variação das características do
escoamento ao longo do tempo.
Podendo variar de ponto a ponto.
Variação das características do fluido ao
longo do tempo, para o mesmo ponto
de referência. Há variação de um ponto
para o outro.
Classificação dos escoamentos:
4. Variação do tempo:
Permanente
Não permanente
∂
∂�
= 0
∂
∂�
≠ 0
A P e a V são função das
coordenadas do ponto
(não dependem do
tempo).
A P e a V dependem das
coordenadas e do tempo.
Classificação dos escoamentos:
5. Trajetória:
Uniforme
O escoamento uniforme pode passar a variado, em consequência de
mudanças de declividade, variação da seção e presença de obstáculos.
Variado
Não há variação da velocidade ao longo do
escoamento;
Variação da velocidade ao longo do
escoamento;
Classificação dos escoamentos:
5. Trajetória:
Uniforme
Variado
Classificação dos escoamentos:
6. Ângulo do escoamento
Rotacional ou 
vorticoso
As partículas de um fluido, numa certa região,
apresentam rotação em torno de seus
próprios centros de massa.
- Quando há um orifício e/ou vertedor.
Irrotacional
As partículas de um fluido, numa certa região,
não apresentam rotação em torno de seus
próprios centros de massa.
- Escoamento em condutos.
BIBLIOGRAFIA BÁSICA
AZEVEDO NETTO, José Martiniano; ARAUJO, Roberto de (Coord.).
Manual de hidráulica. 8. ed. São Paulo: Edgard Blucher, 2005-2015.
669 p.#54215