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Sistemas Fluidomecânicos I
Título da apresentação

Escoamento em condutos
• Conduto  estrutura sólida destinada ao transporte de fluidos
• Podem ser livres ou forçados
• Conduto forçado  fluido que escoa o preenche totalmente, isto é, em contato com toda a superfície interna do duto
• Conduto livre  Apresenta uma superfície livre
• Raio hidráulico  Definido por: Rh = A/σ
Onde: σ = perímetro molhado e A = área transversal do escoamento do fluido. Diâmetro hidráulico = Dh = 4Rh
Ex: Calcule o Rh e Dh para um conduto circular e para um conduto quadrado Camada limite
• Seja uma placa plana de espessura muito pequena, na qual escoa em regime permanente um fluido
• A velocidade das lâminas próximas à superfície tendem a v = 0, enquanto que longe velocidade do fluido torna-se uniforme v.
• A partir de um determinado ponto, a velocidade das linhas do fluido não mais variam, este ponto é a camada limite.

Camada limite
• Entre a superfície e o ponto A, B ou C, temos a camada limite, após este ponto, temos o fluido livre.
• Para uma superfície plana: Re =

𝑣𝑥𝜌
𝜇

• Se Re > 5 x 105 (para uma placa plana) o escoamento passa de laminar para turbulento
• Se Re = 5 x 105 , temos o Re crítico

Força de Arrasto
• Nos fluidos reais, a ação do atrito ou das tensões de cisalhamento irá causar um acréscimo na força resultante aplicada pelo fluido no sólido.
• Como Fa = abaixo: 𝜏𝑑𝐴 e observando a figura

Forças de Arrasto
• Aplicando a eq de Bernoulli entre os pontos 1 e 2
•

𝑣1 ²
2𝑔

+

𝑃1
ϒ

+ 𝑧1 =

𝑣2 ²
2𝑔

+

𝑃2
ϒ

+ 𝑧2

Se p1 = p0, desprezando z, temos:

𝑃2
𝑣²
𝑃
= 0 + 0
ϒ
2𝑔
ϒ
ϒ
= 𝜌
𝑔

Multiplicando por ϒ e escrevendo ρ𝑣 ²
Temos: P2 = P0 + 0 , sendo Po = pressão estática
2
ρ𝑣 ² e 0 = Pdinâmica
2
ρ𝑣 ²
Se o fluido está em movimento: F = Pdin x A = 0 A
2

Se a superfície de escoamento for uma placa retangular de dimensões b e L, ρ𝑣 ²
Temos: F = Ca 0 bL
2