Mecânica dos Fluidos

Mecânica dos Fluidos
Prof. Eduardo Loureiro, DSc.
Apresentação
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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:
◦
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◦
◦
◦
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:
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◦ Definição de Fluido e conceitos fundamentais;
◦ Hidrostática.
◦ Dinâmica dos fluidos;
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
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
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: