Mecanica dos fluidos

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Mecânica dos Fluidos
Aula 3 e 4 – Estática dos Fluidos

Camada Limite

Campo de escoamento

• Linhas de corrente: definidas como a linha contínua que é tangente aos vetores velocidade ao longo do escoamento num dado instante t. • As linhas de corrente são sempre paralelas ao escoamento.

Escoamento na camada limite

U L

comprimento do campo de escoamento

Em tubos L= DDiâmetro

Número de Reynolds

• Existe um valor crítico de Re acima do qual o escoamento será turbulento e abaixo do qual será laminar. • Este valor é conhecido como número de Reynolds de transição ou crítico.

2.4

Densidade da água = 1000Kg/m³

2.4

2.5

2.5

Pressão
• Há dois tipos de escala para a pressão: • Pressão absoluta e Pressão manométrica ou RELATIVA. • Pabs ou P é apressão total exercida em uma dada superfície (sistema). • PM é a pressão manométrica

“pressão externa”

Lembrando que:

3.1

3.1

3.2

g=10m/s²

Freio Hidráulico - Automóveis

Freio Hidráulico - Automóveis

3.3 Numa oficina mecânica existe um elevador de carros que utiliza ar comprimido, o qual exerce uma força em um pistão de seção circular de raio 4 cm. Apressão se transmite para outro pistão maior, também de seção circular, mas de raio 20 cm. De posse destas informações, calcule: a- A força com que o ar comprimido consegue erguer um carro de 16000 N ; b- A respectiva pressão exercida no interior do elevador hidráulico

3.3 Numa oficina mecânica existe um elevador de carros que utiliza ar comprimido, o qual exerce uma força em um pistão de seçãocircular de raio 4 cm. A pressão se transmite para outro pistão maior, também de seção circular, mas de raio 20 cm. De posse destas informações, calcule: a- A força com que o ar comprimido consegue erguer um carro de 16000 N ; b- A respectiva pressão exercida no interior do elevador hidráulico

3.4

um elevador hidráulico

g=10m/s²

3.4

150 N

r1= 0,02m r2= 0,2m m2 = 1500Kg

3.5 3.6

A2

A1
Resposta 150N

A2 = 5x10-1 m A1 = 10-2 m

3.7

Em KPa

3.8

3.9

3.10

Resposta a- 400N b- 500cm=5m

* Como não foi considerado o fato do tubo estar aberto a pressão atmosférica, os cálculos referem-se a pressão manométrica

1

P1

P2

PA = P1 = P2 = P3 = P4 =

3.11
Um tanque fechado contém ar comprimido e um óleo que apresenta peso específicorelativo de 0,9. O fluido utilizado no manômetro em “U” conectado ao tanque é mercúrio (peso específico relativo de 13,6). Se h1 = 914 mm, h2 = 152 mm e h3 = 229 mm, determine a pressão manométrica do ar comprimido.

peso específico da água = 9800 N/m³

3.11
Um tanque fechado contém ar comprimido e um óleo que apresenta peso específico relativo de 0,9. O fluido utilizado no manômetro em “U”conectado ao tanque é mercúrio (peso específico relativo de 13,6). Se h1 = 914 mm, h2 = 152 mm e h3 = 229 mm, determine a pressão manométrica do ar comprimido.

Par comp – Patm = PM

+ Patm

PM
PM PM PM PM

Peso específico da água = 9800 N/m³

Barômetro De Torricelli
Vácuo

Aparelho constituído por um tubo comprido (1 metro) de vidro e uma cuba, também de vidro, que tenha contida nelamercúrio. O tubo de vidro é totalmente cheio de mercúrio, sendo que a superfície aberta do tudo de vidro é bloqueada pelo dedo polegar. A seguir o tubo é invertido na cuba e o dedo é retirado. O nível do mercúrio desce até se estabilizar em uma altura h, acima da superfície do mercúrio na cuba. Na região do tubo, acima da coluna de mercúrio, tem-se a câmara barométrica, região de pressão muito baixa.Pa = Pb
densidade do mercúrio

Portanto: 1 atm = 76 cm de Hg

3.12

E se substituirmos o mercúrio por água. Qual a altura da coluna de água?

3.13

A água de um lago localizado em uma região montanhosa apresenta uma profundidade máxima de 40 m. Se a pressão barométrica local é 598 mmHg, determine a pressão absoluta na região mais profunda (γHg = 133 KN/m³) (γágua = 9,8 KN/m³)....
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