hidrodinamica (1)

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Page 1: Hidrodinamica (1)
Page 2: Hidrodinamica (1)

Considerações Gerais:

hidrodinâmica é o estudo dos fluidos em movimento ( gases e líquidos)

Exemplo:

Hidrodinâmica:

• água escoando por um tubo ou leito de um rio.• o sangue que corre pelas veias de uma pessoa.• a fumaça emitida ela chaminé de uma fábrica.• deslocamento de massas de ar.

Escoamento:

• turbulento: corredeiras e cachoeiras

• permanente ( estacionário)

V (x, t ) ≠ V (x, t+Δt )

V (x, t ) = V (x, t+Δt )

Obs.: partículas diferentes de um fluido, ao passarem por um mesmoponto, terão a mesma velocidade

Page 3: Hidrodinamica (1)

Escoamento em regime estacionário:

trajetória descrita pelas partículas de um fluido.

Linhas de corrente:

Obs.: Fluido ideal: • incompressível (densidade=cte)• não-viscoso (não há dissipação de energia)

Page 4: Hidrodinamica (1)

Vazão:

h = ΔS = v. Δt

A

v.AΔtΔS.A

ΔtΔVZ ===

v

Unidade: [z] =1 m3/s = 103 l/s

V =A. hΔV=A. ΔS

Page 5: Hidrodinamica (1)

Equação da continuidade:

21Z Z=

2211 .. vAvA =

A1A2

v1 v2

Page 6: Hidrodinamica (1)

Equação de Bernoulli:

A1

v1

v2

A2P2

P1

h2

h1

22

22

22

21

11dvdghpdvdghp ++=++

pressão dinâmicapressão estática

Page 7: Hidrodinamica (1)

Equação de Bernoulli:(demonstração simplificada)

22

22

22

21

11dvdghpdvdghp ++=++

τFR =ΔECinτF1+ τF1+ τp = m.V2

- m. VO 2

2 2

22

2

1

2

22211

vv mmPhSFSF −=−Δ−Δ

22

2

1

2

2222111

vv mmmghSApSAp −=−Δ−Δ

22

2

1

2

22211

vv mmmghVpVp −=−−

22

2

1

2

221

vv mmmgh

dmp

dmp −=−−

22)(

2

1

2

21221

vv ddhhdgpp −=−−−

ApFAFp .=⇒=

SAVhAV Δ=⇒= ..

dmV

Vmd =⇒=×⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛

md

1F

2F

Page 8: Hidrodinamica (1)

Caso particular h1=h2

22

22

2

21

1dvpdvp +=+

A1A2

v1 v2

h1=h2h1 h2

21

21

ppvv

><

Obs.: no trecho onde a velocidade é maior, a pressão é menor( efeito Bernoulli)

Page 9: Hidrodinamica (1)

v1

v2

AB

No tubo A o nível do líquido é mais elevado, pois a pressão estática neste ponto é maior

Efeito Bernoulli

Explica: •destelhamento •trajetória curva de uma bola de futebol (Efeito Magnus)•bola de ping-pong suspensa num jato de ar

Page 10: Hidrodinamica (1)

Efeito Magnus

DestelhamentoBola de pingue-pongue suspensa por um jato de ar

Page 11: Hidrodinamica (1)

Equação de Torricelli:

v1

2h1

h2

h

22

22

22

21

11dvdghpdvdghp ++=++

atmppp == 21

01 ≈v

2

2

21dvdghdgh += 21

2

2dghdghdv

−=

)(2 21

2

hhdgdv−= ghv 2=

vv =2