Conservação de energia

Conservação de energia

A equação da energia é usada para mostrar o princípio da conservação de energia para um fluído em movimento. Sendo assim, usaremos apenas a conservação de energia mecânica (potencial e cinética) e a energia de pressão, não usaremos outras formas de energia, como por exemplo a energia interna (função em geral da temperatura e das velocidades de dilatação do fluído), a energia magnética, a energia nuclear, etc. A figura acima demonstra duas seções de escoamento de um tubo de corrente. Na seção S1 mostra: a vazão da energia potencial QPot1, a vazão de energia cinética QCin1 e a vazão de energia de pressão QPre1. Já do lado S2, saem: a vazão de energia potencial QPot2, a vazão de energia cinética QCin2 e a vazão de energia de pressão QPre2. Se tratando de um tubo de corrente em regime permanente, a sua superfície lateral ∑ não é atravessada por nenhuma vazão de energia, logo:
Q_Pot1+ Q_Cin1+ Q_Pre1= Q_Pot2+ Q_Cin2+ Q_(Pre2.) (1) Sabendo que S1 e S2 são seções arbitrárias, este resultado demonstra que, em regime constante, a vazão total de energia se conserva nas seções de escoamento de um tubo de corrente, ou seja:
Q_Total1= Q_Total2= Q_Total3=cte,onde Q_Total= Q_Pol+ Q_Cin+Q_Pre (2)
Dividimos Q_Total pela vazão em peso Q_g=g .Q_m= γ .Q
Q_Total/Q_G = (z .Q_G)/Q_G + α (Q_m . V²)/(2g .Q_m )+ (p .Q)/(γ .Q)
(3)
Agora explicitemos as fórmulas de cálculo das vazões que aí aparecem:
Q_Total/Q_G = (z . Q_G)/Q_G +α (Q_m . V²)/(2g . Q_m )+ (p . Q)/(γ . Q)
(4)
A carga total na seção é: Q_Total/Q_G = H_Total, com unidades de comprimento, [H] = m etc., resultado da divisão de fluxo de energia (em watts) pela vazão do peso (em newton por segundo). Se tratando de carga, podemos escrever a equação (4) da seguinte maneira:
H=z+ α V²/2g+ p/γ
(5)
Prova-se assim que a carga total na seção de escoamento é composta da carga potencial z, da carga cinética α V²/2g e da carga de pressão p/γ. Em termos de carga a equação (2) se