Mecânica dos Fluidos Prof. Eduardo Loureiro, DSc.
Apresentação
Objetivos ◦ Introdução à Mecânica dos Fluidos. ◦ Apresentação dos seus princípios fundamentais. ◦ Demonstrar como estes princípios são usados no projeto de componentes hidráulicos simples.
Programa ◦ Aulas teóricas e de exercícios. Notas de Aula Fornecem conteúdo simplificado dos conceitos e idéias. Disponíveis no site: www.eduloureiro.com.br
Listas de Exercícios Exercícios propostos. Também disponíveis no site acima.
Sistema de Unidades Será utilizado preferencialmente o Sistema Internacional de Unidades, SI. Eventualmente, alguns exemplos podem utilizar o Sistema Inglês de Unidades.
Apresentação Livros É muito importante a leitura complementar em livros de Mecânica dos Fluidos, necessária na solução dos exercícios e na consolidação do aprendizado. Os livros que norteiam a exposição dos assuntos vistos neste curso são: Fox, R. W., McDonald, A. T., Pritchard, P. J., Introdução à Mecânica dos Fluidos, LTC Editora, 2006. Çengel, Y.U., Cimbala, J.M., Mecânica dos Fluidos – Fundamentos e Aplicações, Mc Graw Hill, 2007. Qualquer outro livro de Mecânica dos Fluidos será bem vindo.
Provas ◦ Sempre nas semanas de provas. ◦ Segunda chamada: Será dada uma segunda oportunidade aos alunos que, por motivo de ordem superior, não puderem comparecer no dia da prova. Esta oportunidade, se for o caso, acontecerá depois de realizado o 2º EE, e contemplará todo o assunto, servindo como reposição tanto do 1º como do 2ºEE.
Introdução à Mecânica dos Fluidos*
Analítica
Experimental
Computacional
U 0 DU 1 2 p U ui u j Dt Re
* Baseado no trabalho original de Fred Stern, Tao Xing, Jun Shao, Surajeet Ghosh, 2004
Introdução à Mecânica dos Fluidos* HISTÓRIA As faces da Mecânica dos Fluidos
Arquimedes 287 – 212 a.C.
Navier 1785 - 1836
Newton 1642 - 1727
Stokes 1819 - 1903
Leibniz 1646 - 1716
Reynolds 1842 - 1912
Bernoulli 1667 - 1748
Euler 1707 - 1783
Prandtl 1875 - 1953
Taylor 1886 - 1975
Introdução à Mecânica dos Fluidos*
Os fluidos estão presentes em: ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦
Tempo e clima Veículos: automóveis, trens, navios, aviões, etc. Meio ambiente Fisiologia e medicina Esportes e recreação Muitos outros exemplos
Introdução à Mecânica dos Fluidos* Tempo e clima:
Tornados
Fenômenos climáticos
Tempestades
Furacões
Introdução à Mecânica dos Fluidos* Veículos:
Aviões
Trens de alta velocidade
Navios
Submarinos
Introdução à Mecânica dos Fluidos* Meio ambiente:
Poluição atmosférica
Hidrologia
Introdução à Mecânica dos Fluidos* Fisiologia e medicina:
Equipamentos de assistência ventricular
Bombeamento de sangue
Introdução à Mecânica dos Fluidos* Esporte e recreação:
Introdução à Mecânica dos Fluidos*
MECÂNICA DOS FLUIDOS ANALÍTICA: ◦ Formulação de um modelo matemático para descrever o problema; ◦ Envolve a análise diferencial e de Volume de Controle. ◦ Soluções exatas apenas para condições e geometrias simplificadas; ◦ Soluções aproximadas para problemas práticos: Relações empíricas usando dados experimentais
Introdução à Mecânica dos Fluidos* MECÂNICA DOS FLUIDOS ANALÍTICA: Conteúdo:
◦ Definição de Fluido e conceitos fundamentais; ◦ Hidrostática. ◦ Dinâmica dos fluidos;
Princípios de Continuidade, momentum e energia. Análise dimensional e semelhança. Equação de Bernoulli Cálculo de perda de carga em tubulações Arrasto e sustentação.
Introdução à Mecânica dos Fluidos* Aplicações da Mecânica dos Fluidos Experimental:
Túnel de vento tropical: Capaz de trabalhar em uma grande faixa de temperaturas e de simular chuvas.
Introdução à Mecânica dos Fluidos* Aplicações da Mecânica dos Fluidos Experimental:
Exemplo de aplicação industrial Túnel de vento criogênico da NASA. Simula condições de vôo para modelos em escala – uma ferramenta essencial para projeto de aeronaves.
Aplicação no ensino Laboratório de dinâmica dos fluidos
Introdução à Mecânica dos Fluidos* Exemplos de simulações em computador:
Vórtices tridimensionais no escoamento após um cilindro
Simulação de um jato turbulento
Animações Motores:
Animações Motores:
