Aula 1-mec flu-UFLA

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01/03/2020
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GRS 139 - Mecânica de Fluidos para 
Engenharia
Prof. Luiz Fernando Coutinho de Oliveira
Engenharia Agrícola pela ESAL 1986
Especialista em Recursos Hídricos UFV 1987
MS Engenharia Agrícola pela ESAL 1992
DS Engenharia Agrícola pela UFV 1998
UNIFENAS/ESAL/UFG/PUC/UFLA
Engenharia Ambiental e Sanitária 2007 Início 2009/2
Introdução, conceito de fluídos e 
hipótese de contínuo
EMENTA: 
Introdução, Conceito de fluido e hipótese de contínuo;
Propriedades físicas dos fluidos;
Fundamentos da hidrostática;
Equilíbrio relativo;
Fundamentos da hidrodinâmica;
Resistência ao escoamento e perdas de carga;
Escoamento em orifícios, bocais e tubos curtos;
Escoamento em condutos;
Análise dimensional aplicada na mecânica dos fluidos.
Introdução às máquinas de fluxo.
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BIBLIOGRAFIA
BÁSICA:
BISTAFA, S. Mecânica dos fluídos: noções e aplicações. São Paulo: Blücher, 2018, 352p.
FOX, R. W. et al. Introdução à mecânica dos fluidos. Rio de Janeiro: LTC, 2018, 704p.
ÇENGEL, Y.A.; CIMBALA, J.M. Mecânica dos fluidos: fundamentos e aplicações. Porto Alegre:
AMGH Ed., 2015. 990p.
COMPLEMENTAR:
COUTO, L.M.M. Elementos da hidráulica. Rio de Janeiro: Elsevier, 2019, 457p.
MUNSON, B.R.; YOUNG, D.F.; OKIISHI, T.H. Fundamentos da mecânica dos fluidos. São
Paulo: Blucher, 2004. 571p.
HIBBELER, R.C. Mecânica dos fluidos. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2016. 817p.
VIANNA, M.R. Mecânica dos fluidos para engenheiros. Nova Lima: Imprimatur, 2009. 509p.
AVALIAÇÃO
- PROVAS:
 P1 (Conceito de fluido; Propriedades físicas dos fluidos; Fundamentos da
hidrostática; Equilíbrio relativo): 25%
 P2 (Fundamentos da hidrodinâmica; Resistência ao escoamento e perdas de
carga; Escoamento em orifícios, bocais e tubos curtos): 25%
 P3 (Escoamento em condutos; Análise dimensional aplicada na mecânica dos
fluidos; Introdução às máquinas de fluxo): 25%
As avaliações escritas serão realizadas nos sábados
- RELATÓRIOS DE AULA PRÁTICA (dupla): Práticas de laboratório (10%)
- RESOLUÇÃO DE LISTA DE EXERCÍCIOS (dupla): A serem entregues na
aula prática da semana seguinte (15%)
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LEMBRETES
 Slides usados em sala de aula: não é material de
estudo e sim um roteiro do professor para a condução das
aulas
 Estudo da matéria: leitura dos materiais bibliográficos
e resolução de exercícios (resolvidos e propostos)
 Celular não é material de uso contínuo em sala de
aula
Chamadas: serão feitas no início das aulas, quem
entrar depois terá presença em apenas uma aula
LEMBRETES
 Aulas práticas: material disponibilizado no campus
virtual, calculadora/computador, celular apenas para a
tomada de fotografias para o relatório de aula prática de
laboratório
 Relatórios: deverão ser feitos manualmente, com
exceção as revisões bibliográficas e o gráficos.
Duplicidades de relatórios implicará na redução da
nota em 50%
 Unidades: nas provas e relatórios, respostas de
resolução de exercícios numéricos sem unidades, será
descontado 15% da nota dos respectivo exercício
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LEMBRETES
 Relatórios e listas de exercícios: Só serão recebidos e
pontuados dos alunos presentes em sala de aula no dia da
aula prática e entregues na aula prática na semana seguinte
INTRODUÇÃO
Mecânica dos fluídos (Física) x Mecânica dos fluídos para Engenharia
Mecânica Newtoniana (Leis da estática, dinâmica e cinemática) – Física I
Mecânica na Engenharia
Mecânica dos sólidos (Mecânica Geral)
Mecânica dos fluídos
Estados da matéria
Sólidos 
Gases
Líquidos 
Fluídos 
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APLICAÇÃO
 Hidráulica e Hidrologia
 Instalações hidráulicas e industriais
 Sistemas de abastecimento de água
 Sistemas de drenagem pluvial e de esgoto
 Tratamento de água para abastecimento e residuárias
 Irrigação e drenagem
 Elementos e controle de poluição do ar
 Máquinas hidráulicas e sistemas pneumáticos
 Geração de energia
 Estudos de ambientes aquáticos
 Transferência de calor e massa 
 Escoamento em meios porosos
 Biologia (fluídos em repouso e movimento dentro dos seres vivos)
 Estudos de aerodinâmica
 Estudos de eventos meteorológicos
 Modelagem de processos 
Estados da matéria
Sólidos
Fontes:
https://www.infoescola.com/quimica/composto-ionico/
http://www.tecnologiademateriais.com.br/noticias/2012/composites/agosto/Entropia.html
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Estados da matéria
Fluídos
Fonte: https://pt.slideshare.net/isabelafioravante/estrutura-cristalina-de-slidos
Energia
Fonte: https://www.yumpu.com/pt/document/read/14312918/mecanica-dos-fluidos
Sólido Líquido Gás
Fluídos
Mantém sua forma
independente do recipiente
Assume a forma do
recipiente mantendo a
superfície livre
Expande-se ocupando todo
recipiente fechado
Moléculas presas em uma
estrutura por grandes forças
intermoleculares
Embora apresente grandes
forças intermoleculares, as
moléculas apresentam boa
mobilidade
Pequenas forças de
interações entre as
moléculas, exceto nas
colisões
Alta massa específica 
(7700 kg/m3)
Média massa específica
(1000 kg/m3)
Baixa massa específica 
(1,2 kg/m3)
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Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=_9VXkn_8gyI
Principais Características dos Fluidos
 Não possuem forma definida, assumindo a forma do
recipiente que o contém;
 Possuem de alta a baixa forças de ligações entre moléculas;
 Se deformam quanto sujeitos a esforços externos (normal e
tangencial);
 Sujeitos à mudança de fase regido pelas leis da
termodinâmica;
 No movimento, as linhas de corrente possuem trajetória
definida ou não definida (errático, aleatório, randômico,
Browniano)
Assistam o vídeo https://youtu.be/_ri398BViQk
https://youtu.be/_ri398BViQk
E:/GRS139/errático.mp4
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Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=c50PV-9j1BM
Assistir https://www.youtube.com/watch?v=Kgbo8Eah2QI
E:/GRS139/Difusión de tinta y convección.mp4
E:/GRS139/EXPERIMENTO DE REYNOLDS_ Escoamento laminar e turbulento.mp4
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Fontes:
https://www.aviationtoday.com/2014/10/22/eurocontrol-wake-turbulence-re-categorization-aims-to-up-airport-
efficiency-capacity/
https://howthingsfly.si.edu/media/wing-tip-vortex
https://thegreenestpost.com/niveis-atuais-de-gas-carbonico-na-atmosfera-sao-os-piores-dos-ultimos-3-milhoes-de-
anos-2/
https://www.youtube.com/watch?v=MqZhgs8koYs
Conceito de Fluidos
Fluido é uma substância que não tem forma definida e que se deforma
continuamente sob ação de uma tensão de cisalhamento constante, não
atingindo uma nova configuração de equilíbrio estático.
Fonte: Vilanova (2011); Brunetti (2008) 
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Visão macro e microscópica da matéria
 Matéria é constituída por estruturas moleculares (partículas discretas)
 O número de moléculas existentes em um volume macroscópico é enorme
 Com um grande número de moléculas é praticamente impossível a descrição
de características estáticas e dinâmicas, escalares e vetoriais da matéria
Por exemplo: estudo do escoamento de um fluído a partir do movimento
individual de suas moléculas
 Para tal utiliza-se a hipótese do contínuo
Fonte: https://docplayer.com.br/7433281-Capitulo-2-introducao-a-mecanica-dos-fluidos-conceitos-fundamentais.html
Hipótese do Contínuo
 Todo material é constituído moleculares
 O estudo das propriedades de um fluído a partir do comportamento de suas
moléculas consiste no enfoque molecular (microscópico)
 O enfoque molecular demonstra uma matéria descontínua (volume ocupado
com moléculas e espaços vazios entre elas)
 O estudo de um fluido a partir deste enfoque molecular é de difícil solução
matemática (Por exemplo: a derivada de uma função só pode ser calculada se a
função for contínua naquele ponto)
 Por essa razão é conveniente tratar o fluído como um meio contínuo
 A hipótese do contínuo consiste em abstrair-se da composição molecular e
sua consequente descontinuidade, ou seja, por menor que seja uma divisão de
um fluido (dm, dx, dv, dt, etc), esta parte isolada deverá apresentar as mesmas
propriedades que a matéria como um todo (escala micro macro) A hipótese do contínuo permite estudar as propriedades dos fluídos por
meio do cálculo diferencial e integral
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Premissas da Hipótese do Contínuo
 Os fluidos são meios contínuos
 A cada ponto do espaço corresponde um ponto do fluído
 Não existe vazios no interior do fluído
 Despreza-se a mobilidade das moléculas e os espaços intermoleculares
 As grandezas: massa específica, volume específico, pressão, velocidade e
aceleração, variam continuamente dentro do fluido ou são constantes
 O modelo de meio contínuo tem validade para um volume macroscópico no
qual existe um número muito grande de partículas
 As propriedades de um fluido de acordo com esta hipótese, tem um valor
definido em cada ponto do espaço de forma que essas propriedades possam
ser representadas por funções contínuas da posição e do tempo.
 Por exemplo a massa específica r = r(x,y,z,t) r = dm/d
Fonte: https://docplayer.com.br/7433281-Capitulo-2-introducao-a-mecanica-dos-fluidos-conceitos-fundamentais.html
Volume de controle (VER)
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Limite do contínuo
 O ponto >>> *
 A trajetória média livre das moléculas “lm” for muito menor que a dimensão
média das partículas “L” (lm <<<<<<<< L)
l1
l2
l3
l4
L
Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=_9VXkn_8gyI
Sistemas de Unidades
Grandezas básicas: massa (M), dimensão linear (L), tempo (T), 
temperatura (q)
MKS (Sistema internacional): kg, m, s
MK*S (sistema técnico): utm, m, s
CGS: g, cm, s
Força (F): MKS (N); MK*S (kgf); CGS (dina)
Pressão (P): MKS (Pa); MK*S (kgf m-2); CGS (dina cm-2)
1,0 utm = 9,81 kg
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Fonte: https://www.passeidireto.com/arquivo/52707460/tabela-completa-de-conversao-de-unidades
Aula prática dessa semana no 
prédio da Ambiental
Favor levar jaleco