Mecânica dos Fluidos: Conceitos e Aplicações

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Jorge Trota Filho, D.Sc.
E-mail: jorgetrotafilho@hotmail.com
Mecânica dos Fluidos
Aula 01: Apresentação da disciplina
Curso: Engenharia Mecânica
Informações do docente
- Experiência de 19 anos na área de
engenharia;
- Iniciação científica, graduação, mestrado e
doutorado em engenharia;
- Pesquisador do Inmetro desde 2002;
- Avaliador de laboratórios de ensaio (RBLE)
e de calibração (RBC) de acordo com a
norma ABNT NBR ISO 17025:2017;
- Participa de Comissões da ABNT na área de
ensaios mecânicos e energia;
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- Experiência de 10 anos de ensino
técnico profissionalizante;
- Experiência de 4 anos como docente
dos cursos de Engenharia Civil e
Mecânica;
Informações do docente
Objetivo:
- Promover o conhecimento teórico e
prático dos fenômenos físicos da
hidráulica, suas formulações e
aplicações;
- Desenvolvimento de habilidades para
resolução de problemas que englobam
a teoria e as leis da mecânica dos
fluidos na área de Engenharia.
Mecânica dos Fluidos
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Apresentação da disciplina
Ementa Básica:
� Noções Fundamentais dos Fluidos.
Cinemática e Dinâmica dos Fluidos.
Viscosidade, resistência ao escoamento.
Escoamento em regime laminar e
turbulento;
� Estudo de escoamento em condutos
forçados;
� Perda de Carga.
Apresentação da disciplina
Conteúdo Básico:
1. Condutos Forçados
Introdução à Hidráulica: Condutos Hidráulicos;
Perda de Carga Contínua
Perdas Localizadas
Cálculo dos Condutos Forçados
Temas Diversos a Respeito dos Condutos Forçados
Condutos Equivalentes
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Apresentação da disciplina
Conteúdo Básico:
2. Instalações de Recalque
Hidráulica dos Sistemas de Recalque
Tipos e Classificação de Bombas
Fenômeno de Cavitação
Curvas Características das Tubulações
Curvas Características das Bombas Centrífugas
Apresentação da disciplina
Yunus A. Çengel, John
M. Cimbala. Mecânica
dos Fluidos. 3a Edição.
Editora AMGH, 2015.
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Apresentação da disciplina
BRUNETTI, Franco,
Mecânica dos Fluidos, 2a
edição, Editora
Pearson Prentice Hall,
2008.
Apresentação da disciplina
Bibliografia complementar:
�AZEVEDO NETO, J. M. Manual de hidráulica,
volumes 1 e 2. 8ª ed. São Paulo: Edgard Blücher,
1998;
�SILVESTRE, Paschoal. Hidráulica geral. Rio de
Janeiro: Livros Técnicos e Científicos. 2001;
�BAPTISTA, M. e LARA, M. Fundamentos de
Engenharia hidráulica. 2ª ed. Belo Horizonte:
Editora UFMG, 2003;
�PORTO, R. M. Hidráulica básica 3ª ed. São Carlos,
EESC-USP, 2004.
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Apresentação da disciplina
Informações sobre a metodologia de trabalho
visando o melhor aprendizado:
- Chamada obrigatória;
- Celular silencioso/vibracall (aulas) e desligado
(provas);
- Atender celular somente fora da sala de aula;
- Silêncio durante as aulas, a cooperação entre
aluno e professor é fundamental para o
aprendizado;
Apresentação da disciplina
- Sem constrangimentos para perguntar,
argumentar, ou contribuir com a sua experiência;
- Lembre-se a dúvida não sanada pode levar a
erros nas provas;
- Não há satisfação maior para um professor do
que ter certeza de que seus alunos aprenderam a
sua disciplina;
- Objetivo é aprovação de todos sempre.
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Aprendizado no Ensino Superior
- Esclarecimento de dúvidas:
- E-mail:
jorgetrotafilho@hotmail.com
- No início e no fim das aulas;
- Intervalo;
Datas importantes:
- Avaliação 01 – 24/04/2019
- Avaliação 02 – 12/06/2019
- Avaliação 03 – 26/06/2019
Mecânica dos Fluidos
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Mecânica dos Fluidos
Nº Agenda das Aulas Tipo de Aula 
1 13/02/2019 Teórica
2 20/02/2019 Prática 01
3 27/02/2019 Teórica
4 06/03/2019 Feriado
5 13/03/2019 Teórica
6 20/03/2019 Prática 02
7 27/03/2019 Teórica
8 03/04/2019 Prática 03
9 10/04/2019 Teórica
10 17/04/2019 Exercícios
11 24/04/2019 AV1
12 01/05/2019 Feriado
13 08/05/2019 Teórica
14 15/05/2019 Teórica
15 22/05/2019 Prática 04
16 29/05/2019 Teórica
17 05/06/2019 Exercícios
18 12/06/2019 AV2
19 19/06/2019 Teórica
20 26/06/2019 AV3
21 03/07/2019 Teórica
Critérios de Avaliação
- Relatórios das Aulas Práticas;
-Trabalhos;
- Provas;
Mecânica dos Fluidos
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Motivação:
O Conceito de Mecânica dos Fluidos
É a ciência que trata do comportamento dos
fluidos em repouso ou movimento e da
interação entre fluidos e sólidos.
Mecânica dos Fluidos
Motivação:
No caso específico desta disciplina, as
informações fornecidas fazem parte da
formação básica de um Engenheiro
Mecânico. Tal formação e absolutamente
necessária para o profissional passa atuar
no planejamento, projeto e gerenciamento
dos sistemas que fazem utilização e
controle de fluidos.
Mecânica dos Fluidos
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Mecânica dos Fluidos
Mecânica dos Fluidos
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Mecânica dos Fluidos
Adutoras – Predomina as
perdas de carga
contínuas.
Hidráulica Predial –
Contabilizar as perdas
de carga localizadas.
Fonte: internet
Mecânica dos Fluidos
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Será dado prioridade aos aspectos
princípios físicos e voltados para as
práticas.
Perda de carga no escoamento
Mecânica dos Fluidos
Dimensões e unidades
Unidades Básicas do SI
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• As quatro dimensões básicas utilizadas na na
hidráulica são comprimento, massa, tempo e
temperatura;
• Na hidráulica, o sistema inglês é comumente
utilizado, além do sistema internacional de
medidas;
• Existe o Sistema Internacional (SI), o Sistema
CGS e o Sistema inglês.
Dimensões e unidades
Apresentação da disciplina
Tabela – Unidades básicas do SI
Fonte: internet
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Apresentação da disciplina
Conceitos Básicos
O que é um fluido?
Mecânica dos Fluidos
Sólido Líquido Gasoso
Distância entre os átomos
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Apresentação da disciplina
Conceitos Básicos
São substâncias que estão no estado
líquido ou gasoso que se deformam
continuamente sob a ação de uma
tensão de cisalhamento.
A hidráulica trata de especialmente
dos fluidos newtonianos. Que são
fluidos que apresentam a propriedade
de variar linearmente a taxa da sua
deformação com a tensão de
cisalhamento.
Hidráulica
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Densidade ou Massa Específica
É a razão entre a massa e o volume de
um determinado fluido.
Hidráulica
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Peso Específico
É o produto da massa específica pela
aceleração da gravidade local
Hidráulica
Apresentação da disciplina
Pressão de Vapor
Fonte: Yunus A. Çengel, John M. Cimbala. Mecânica dos
Fluidos. 3a Edição. Editora AMGH, 2015.
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Hidrodinâmica
Princípio de Conservação da Massa 
Fonte: Yunus A. Çengel, John M. Cimbala. Mecânica dos Fluidos. 3a Edição. Editora
AMGH, 2015.
Hidrodinâmica
Princípio de Conservação da Massa
para o caso de fluido incompressível
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Hidrodinâmica
Exercício: Uma mangueira de jardim
conectada a um bocal é utilizada para encher
um balde de 10 litros. O diâmetro interno da
mangueira é de 2 cm, e ele se reduz para 0,8
cm na saída do bocal. São necessários 50 s
para o encher o balde com água. Determine:
a) A vazão volumétrica e mássica de água;
b) A velocidade média de saída de água no
bocal.
Hidrodinâmica
resolução:
a)
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Hidrodinâmica
Hidrodinâmica
resolução:
b)
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Hidrodinâmica
• A pressão atmosférica varia em relação à altitude, à latitude e às
condições ambientais do local;
• A atmosfera padrão (nível do mar): 1 atm = 760 mmHg = 101325
Pa = 1 bar = 760 torr;
• Pressão absoluta = Pressão manométrica + Pressão de
atmosférica
Sistemas de unidades de pressão
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Hidrodinâmica
Teorema de Stevin – Pressão Hidrostática
Tipos de Escoamento
Laminar – movimento do fluido em
trajetórias bem definidas. Movimento em
camadas.
Turbulento – movimento do fluido em
trajetórias irregulares, movimentos
aleatórios, promovendo transferência de
fluidos em várias direções do
escoamento.
Hidrodinâmica
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HidrodinâmicaApresentação da disciplina
Regime de transição
Fonte: Yunus A. Çengel, John M. Cimbala. Mecânica dos
Fluidos. 3a Edição. Editora AMGH, 2015.