APS Hidraulica Aplicada - Grau B - Uniritter

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1. A partir da leitura do texto: Escoamento em condutos forçados: visualização dos diferentes
regimes e medição da perda de carga distribuída no escoamento laminar <
http://sites.poli.usp.br/d/pme2237/Lab/PME2237-RL-Escoamento_Laminar.pdf >, em forma de
texto:
1. Qual a mecânica da realização do exercício de Reynolds;
O número de Reynolds é utilizado na mecânica dos fluídos para o cálculo do regime de
escoamento de um determinado fluído sobre uma superfície, estabelecendo uma lei para a
resistência ao escoamento de água em tubos. 
No experimento de Reynolds, ele concluiu que o caráter do escoamento deveria
depender da velocidade e de um comprimento característico do escoamento, também
observando que quanto mais viscoso o fluido, menos suscetível ele era à formação de
turbilhões. Com isso ele decidiu combinar essas três grandezas: Velocidade média na seção V,
Diâmetro do tubo D e a Viscosidade cinemática ν. Em uma razão adimensional (sem unidade
de medida), V D/ν, e observou que a mudança de regime sempre acontecia para o mesmo
valor deste adimensional, independentemente da tubulação empregada e da temperatura da
água. Surgindo assim o denominado número de Reynolds (Re) em homenagem ao cientista. 
2. Diferenciar entre linha piezométrica e linha de energia;
A linha piezométrica (LP) representa a soma das alturas de carga de elevação e de
pressão estática traçados em função da distância longitudinal no duto, ou seja, é uma linha
formada por uma série de medições piezométricas num escoamento, no qual o fluído sobe até
a altura da linha piezométrica.
A linha de energia (LE) representa a altura de carga total. A altura permanece
constante para um escoamento sem atrito, quando não é realizado nenhum trabalho sobre ou
pelo fluído em escoamento(bomba ou turbina). Um tubo de Pitot inserido num escoamento
mede a pressão de estagnação (estática mais dinâmica) e será instalado num ponto de
elevação “z”. A linha de energia vai corresponder à soma das três alturas de carga.
A LP está sempre abaixo da LE pela distância αV²\2g. Para tubulação reta, com
diâmetro constante e sem perdas de cargas localizadas, a LE é paralela à LP, pois o termo
αV²\2g é constante, e ambas inclinam-se para baixo na direção do escoamento devido à perda
de carga distribuída no tubo e quanto maior for a perda por unidade de comprimento, maior
será a inclinação.
3. Explicar como é calculado a perda de carga distribuída e quais métodos existem;
A perda de carga distribuída num escoamento, ocorre por causa do atrito no
escoamento em tubos retos de seção constante e parcelas de perdas de cargas localizadas,
que são perdas adicionais devidas à presença de elementos como cotovelos, válvulas,
medidores, etc. 
A perda de carga pode ser calculada através do balanço de energia, e também pela
fórmula universal de Darcy–Weisbach, válida tanto para escoamentos laminares quanto para
turbulentos. 
hL= ƒ.
L
D
.
V ²
2g
Nesta fórmula: 
 L é o comprimento do trecho de tubulação reta entre as seções consideradas:
 D é o diâmetro da tubulação; 
 ƒ é o fator de atrito, também conhecido como coeficiente de perda de carga distribuída.
O fator de atrito é um número adimensional que leva em conta a influência do número
de Reynolds e da rugosidade da superfície interna da tubulação na perda de carga. 
No caso de regime laminar, a rugosidade da tubulação não tem influência na perda de
carga e pode-se mostrar que: ƒ = 64/Re.
4. Elencar as principais aplicações para o número de Reynolds.
A publicação dos resultados de Reynolds é considerada um marco crucial na história
moderna da Mecânica dos Fluidos. E estes resultados alcançados permitiram determinar
aplicações para o então chamado número de Reynolds, como: regimes de escoamento, perda
de carga e estabilidade hidrodinâmica. 
2. A partir da leitura do seguinte texto: The development and perspective of water hydraulics <
https://www.jstage.jst.go.jp/article/isfp1989/1999/4/1999_4_335/_pdf>, em forma de texto:
1. Quais os princípios ideais dos fluidos?
A Hidrostática é a parte da Mecânica de Fluidos que estuda os fluidos ideais em
repouso num referencial inercial fixo no recipiente que os contém, considerando o equilíbrio das
pressões que atuam em qualquer elemento de volume. Fundamentando-se em três Princípios
básicos:
 Princípio de Arquimedes: Um corpo imerso, total ou parcialmente num fluído, sofre um
empuxo que é igual ao peso do volume do fluído deslocado;
 Princípio de Pascal: Uma variação de pressão aplicada a um líquido encerrado num
recipiente fechado se transmite, integralmente;
 Princípio de Stevin: A pressão de um líquido independe da forma do recipiente,
depende apenas da altura da coluna líquida.
2. Eleja os principais benefícios do uso da água em sistemas hidráulicos;
A água bruta é considerada como sendo o fluído hidráulico ideal, incluindo água doce e
água do mar. Com está característica ela apresenta inúmeros benefícios quando de seu uso
em sistemas hidráulicos, como: Tecnologia segura em áreas de risco; Tecnologia verde, sem
problemas de poluição; Reduz os custos operacionais; Amplamente disponível com custo muito
baixo; Reduz a possibilidade de contaminação para produtos; Economia para uso em
ambientes marinhos.
3. Elenque os principais desafios na aplicação da hidráulica da água;
De acordo com o texto, os componentes e sistemas de água exigem o seu próprio
design exclusivo, cumprindo os seus próprios requisitos. Pois, alguns problemas técnicos
podem surgir e devem ser superados para se obter um bom desenvolvimento da hidráulica,
entre estes temos: Baixa viscosidade e pouca lubrificação; Corrosão e desgaste por corrosão;
Alta Pressão de Vapor e Cavitação; Módulo Maior de Volume e Choque de Pressão.
4. Como se desenvolve a cavitação em sistemas hidráulicos a base de água;
Em sistemas hidráulicos a base de água o fenômeno da cavitação ocorre com maior
facilidade quando comparado a outros fluídos, devido a pressão de vapor da água aumentar
rapidamente quando a temperatura aumenta, o que torna a cavitação vaporosa muito fácil de
ocorrer em componentes hidráulicos a base de água, como em bombas, válvulas e cilindros. 
Neste caso a cavitação ocorre quando a pressão estática absoluta local cai abaixo da
pressão de vapor do líquido e portanto causa a formação de bolhas de vapor no corpo líquido,
isto é, o líquido entra em ebulição, formando bolhas de vapor ou cavidades de ar no fluido que
devido a pressão mais alta força as bolhas a colapsar de forma violenta chocando-se com as
paredes da tubulação e provocando efeitos que podem ser danosos como ruído, vibração,
perda de poder e eficiência, e erosão material, portanto, podendo danificar a instalação.