01 - Mecânica dos Fluidos (Disciplina e Conceitos)

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Centro de Ciências Exatas e Tecnologia
Disciplina: Mecânica dos Fluidos
Professor: Emerson C. Rodrigues
MECÂNICA DOS FLUIDOS 
(DISCIPLINA E CONCEITOS)
PLANEJAMENTO DA DISCIPLINA
• Disciplina (requisitos básicos);
• Frequência;
• Avaliações (datas e método);
• Atividade complementar;
• Materiais úteis;
• Ementa e Referências;
DISCIPLINA
EMENTA:
Propriedade dos Fluidos, Estática dos Fluidos, Dinâmica
dos Fluidos e Escoamento dos Fluidos sob Pressão.
OBJETIVO:
Identificar as propriedades e os fenômenos relacionados ao
escoamento de fluídos, que fundamentam o estudo da
hidráulica, interesse específico da Engenharia.
• Identificar as propriedades e os fenômenos relacionados ao
escoamento de fluidos que vão fundamentar o estudo da
Hidráulica Aplicada;
• Ter habilidade técnica, conhecimento e senso crítico para avaliar
os fenômenos;
• Consolidar a disciplina como fundamental para a compreensão e a
utilização técnico-científica da mecânica dos fluídos;
• Aplicar os conhecimentos no decorrer da vida profissional,
elaborando projetos hidráulicos;
• Proceder a avaliação geral das condições requeridas, examinando
e tomando medidas adequadas à construção.
COMPETÊNCIAS E ATITUDES
• Cálculo I, II, III;
• Física I, II, III;
• Hidráulica Geral;
• Hidrologia Aplicada e Sistema de Saneamento
Ambiental;
• Drenagem e Pavimentação;
• Instalações Prediais Hidro-Sanitárias e de Combate a
Incêndios.
RELAÇÕES INTERDISCIPLINARES
CONTEÚDO PROGRAMÁTICO
UNIDADE I:
Introdução. Sistemas de Unidades. Conversão de Unidades.
Estática dos Fluidos: Lei de Pascal, Variação da pressão
com a posição em fluidos compressíveis e incompressíveis.
Definição de Fluidos. Dinâmica dos Fluidos. Viscosidade
de Fluidos Newtonianos. Reologia dos Fluidos.
Escoamento Laminar e Turbulento.
Balanço Global de Massa e Energia. Balanço de Energia
Mecânica. Teorema de Torricelli.
UNIDADE II:
Balanço Global de Quantidade de Movimento. Balanço
Diferencial de Massa.
Balanço diferencial de quantidade de movimento. Aplicações
da Equação de Navier-Stokes.
Camada Limite. Espessura de Camada Limite, Perfil de
Velocidades.
Escoamento turbulento. Distribuição de velocidades no
escoamento turbulento. Perfil universal de velocidades.
Coeficientes de atrito. Comprimento Equivalente.
Perdas de Carga.
CONTEÚDO PROGRAMÁTICO
UNIDADE I – PROPRIEDADE DOS FLUIDOS:
1.1 Definição de Fluidos;
1.2 Massa Específica;
1.3 Peso Específico;
1.4 Densidade do Fluido;
1.5 Compressibilidade;
1.6 Viscosidade Absoluta ou Dinâmica;
1.7 Viscosidade Cinemática;
1.8 Tensão de Vapor (Pressão de Vapor);
1.9 Tabela das Propriedades Física dos Fluidos.
UNIDADE II – ESTÁTICA DOS FLUIDOS: 
2.1 Conceitos de Pressão e Empuxo; 
2.2 Lei de Pascal; 
2.3 Lei de Stevin; 
2.4 Influência da Pressão Atmosférica; 
2.5 Medidas das Pressões;
2.6 Empuxo Exercido por um Líquido sob uma Superfície 
Plana Imersa; 
2.7 Empuxo Sobre Superfícies Curvas; 
2.8 Equilíbrio dos Corpos Flutuantes.
UNIDADE III – DINÂMICA DOS FLUIDOS:
3.1 Definição; 
3.2 Vazão ou Descarga; 
3.3 Conceitos de Linhas e Tubos de Correntes; 
3.4 Classificação dos Movimentos dos Fluidos; 
3.5 Equação da Continuidade; 
3.6 Equação de Bernoulli Aplicada aos Fluidos Reais;
3.7 Regimes de Escoamento; 
3.8 Número de Reynolds.
UNIDADE IV – ESCOAMENTO DOS FLUIDOS SOB
PRESSÃO:
4.1 Conceitos; 
4.2 Equações Práticas para o Cálculo da Perda de Carga; 
4.3 Perda de Carga Localizada; 
4.4 Método dos Comprimentos Equivalentes.
BIBLIOGRAFIA
BIBLIOGRAFIA BÁSICA:
BRUNETTI. F. Mecânica dos Fluidos, 2ª Edição. São Paulo: 
Pearson Prentice Hall, 2008.
FOX , ROBERT W., MCDONALD, ALAN T., PRITCHARD, 
PHILIP J. Introdução a Mecânica dos Fluidos. Editora LTC, 2006.
MUNSON, B. R, YOUNG, D. F. e OKIISHI, T. H. Fundamentos de 
Mecânica dos Fluidos. 2ª ed. São Paulo: Edgar Blucher Ltda, vol 2, 
1997.
NETTO, J. M & ALVAREZ, G. A. Manual de Hidráulica. São 
Paulo, S. P., 8ª ed., Edgar Blucher Ltda, 1988. 
BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR:
BAPTISTA, M., LARA, M. Fundamentos da Engenharia 
Hidraúlica. 3 ed. Belo Horizonte: UFMG, 2010.
BIRD, R., B.; STEWART, W., E. & LIGHTFOOT, E., N. “Transport 
Phenomena,” John Wiley and Sons, New York, NY, 2nd edition, 
2002.
VIANA, M. R. Mecânica dos fluidos para engenheiros,. 4 ed. Belo 
Horizonte: Imprimatur, 2001 .
WHITE, F. Mecânica dos Fluidos, 4ª Edição. Rio de Janeiro: 
McGrawHill, 1999. 
DEFINIÇÕES E FUNDAMENTOS
• Matéria e energia são capazes de “se movimentar” no meio,
apresentando características ao longo desse deslocamento que
podem ser exploradas pelo ser humano.
• A utilização prática desses fenômenos exige que, antes, saibamos
quantificá-los.
• Fenômenos de Transporte tem como objeto de estudo os
mecanismos governantes básicos para a transferência de
grandezas físicas entre dois pontos do espaço (leis fundamentais),
por intermédio de modelos matemáticos adequados.
As leis básicas são relativas à:
• TRANSFERÊNCIA DE MASSA
• TRANSFERÊNCIA DE ENERGIA
• TRANSFERÊNCIA DE QUANTIDADE DE
MOVIMENTO (MECÂNICA DOS FLUIDOS)
FENÔMENO DE TRANSFERÊNCIA
• O processo de transferência é caracterizado pela
tendência ao equilíbrio, que é uma condição em que não
ocorre nenhuma variação.
• Numa força motriz, o movimento no sentido do
equilíbrio e o transporte de alguma quantidade, são os
fatores comuns a todos os processos de transferência.
FORÇA MOTRIZ
É a diferença entre duas grandezas às quais ocorre uma
variação ( é dado pelo gradiente unidirecional)
TRANSPORTE DE CALOR
TRANSPORTE DE MASSA
TRANSPORTE DE QUANTIDADE DE 
MOVIMENTO
Engenharia Civil:
• BASE AO ESTUDO DA HIDRÁULICA;
• ESFORÇOS EM OBRAS HIDRÁULICAS ;
• MONITORAMENTO HIDROMETEOROLÓGICO;
• CONFORTO TÉRMICO EM AMBIENTES
CONSTRUÍDOS.
APLICAÇÕES EM ENGENHARIA
Engenharia Sanitária e Ambiental:
• DIFUSÃO DE POLUENTES NA ÁGUA, NO AR E NO
SOLO;
• CONTROLE DE POLUENTES NAS ÁGUAS
CONTIMENTAIS E MARÍTIMAS;
• PROCESSOS DE TRATAMENTO DE ÁGUAS DE
ABASTECIMENTO E RESIDUÁRIAS.
APLICAÇÕES EM ENGENHARIA
Engenharia Mecânica, Naval e Aeronáutica:
• MOVIMENTO DOS FLUIDOS;
• HIDRODINÂMICA;
• AERODINÂMICA;
• MÁQUINAS TÉRMICAS E MÁQUINAS
HIDRÁULICAS.
APLICAÇÕES EM ENGENHARIA
Engenharia Elétrica:
• MOVIMENTO DOS FLUIDOS;
• TRANSFORMAÇÃO DE ENERGIA MECÂNICA EM
ENERGIA ELÉTRICA (HIDRELÉTRICAS);
• TRANFERÊNCIA DE ENERGIA.
APLICAÇÕES EM ENGENHARIA
Engenharia de Produção:
• OTIMIZAÇÃO DE PROCESSOS PRODUTIVOS DE
TRANSPORTE DE FLUIDOS;
• TROCAS DE CALOR;
• MOVIMENTAÇÕES DE FLUIDOS AO LONGO DE
TUBULAÇÕES;
• ESTUDO DO CICLO DE VIDA DOS PRODUTOS
INDUSTRIALIZADOS.
APLICAÇÕES EM ENGENHARIA
Engenharia Química:
• TRANFERÊNCIA DE QUANTIDADE DE
MOVIMENTO (MECÂNICA DOS FLUIDOS);
• TRANSFERÊNCIA DE CALOR;
• TRANSFERÊNCIA DE MASSA.
APLICAÇÕES EM ENGENHARIA
• A mecânica dos fluidos é o ramo da mecânica que estuda
o comportamento físico dos fluidos e suas propriedades.
• Os aspectos teóricos e práticos da mecânica dos fluidos
são de fundamental importância para a solução de
diversos problemas encontrados habitualmente na
engenharia, sendo suas principais aplicações destinadas
ao estudo de escoamentos de líquidos e gases, máquinas
hidráulicas, aplicações de pneumática e hidráulica
industrial, sistemas de ventilação e ar condicionado além
de diversas aplicações na área de aerodinâmica voltada
para a indústria aeroespacial.
MECÂNICA DOS FLUIDOS
• O estudo da mecânica dos fluidos é dividido basicamente em dois
ramos, a estática dos fluidos e a dinâmica dos fluidos.
• A estática dos fluidos trata das propriedades e leis físicas que
regem o comportamento dos fluidos livre da ação de forças
externas, ou seja, nesta situação o fluido se encontra em repouso ou
então com deslocamento em velocidade constante.
• A dinâmica dos fluidos é responsável pelo estudo e
comportamento dos fluidos em regime de movimento acelerado no
qual se faz presente a ação de forças externas responsáveis pelo
transportede massa.
ESTÁTICA E DINÂMICA DOS FLUIDOS
• Dessa forma, pode-se perceber que o estudo da mecânica dos
fluidos está relacionado a muitos processos industriais presentes na
Engenharia e sua compreensão representa um dos pontos
fundamentais para a solução de problemas geralmente encontrados
nos mais diversos ramos da Engenharia.
IMPORTÂNCIA DA MECÂNICA DOS 
FLUIDOS
• Toda e qualquer substância que não oferece resistência
a tensão de cisalhamento (FOX, 2006).
FLUIDOS
REFERÊNCIAS
AZEVEDO NETTO. Manual de Hidráulica. 8 ed. São 
Paulo: Edgard Blücher LTDA, 1998.
BAPTISTA, M., LARA, M. Fundamentos da Engenharia 
Hidraúlica. 3 ed. Belo Horizonte: UFMG, 2010.
BRUNETTI, F. Mecânica dos fluidos . 2 ed. São Paulo: 
Person Prentice Hall, 2011.