Aula 7 - Pós Aula

Após nossa aula 7 você deve saber:

1> Como calcular o raio e o diâmetro hidráulico?

2> O que define a rugosidade de um conduto?

3> Qual o significado de Camada Limite?

4> Dê um exemplo de escoamento livre de canal aberto.

5> Como determinar a espessura da Camada Limite?

Aula 7 - Exercícios de Sala

1>  Água escoa com velocidade de 4 m/s através de um conduto fechado retangular de área de seção transversal de lados a = 10 cm e b = 300 mm. Calcule número de Reynolds para esse escoamento. Dados da água: ν =10−6 m2 /s.

2> Em mecânica dos fluidos, a camada limite é a camada de fluido nas imediações de uma superfície delimitadora, fazendo-se sentir os efeitos difusivos e a dissipação da energia mecânica.

Considere o escoamento de ar sobre uma placa plana. Sabendo que o ar possui uma temperatura de 20 °C e velocidade de 10 m/s, calcule o a distância xcr, em que ocorre a transição do regime laminar para o turbulento, conforme mostra a figura. (Dados do ar: ρ = 1,21 kg /m3  μ=1,81×10−5N⋅s/m2 )

3> A perda de carga representa uma conversão de energia mecânica em energia térmica, ou seja, uma energia potencial, cinética ou de pressão que é perdida ao longo do escoamento, devido ao efeito do atrito. Considere que água escoa com velocidade de 1 m/s através de um conduto circular de diâmetro 0,1 m. Qual o fator de atrito aproximado desse escoamento? O contudo pode ser considerado como liso.

Dados da água: ν =10−6 m2 / s.

4> A perda de carga localizada ocorre em locais ou singularidades em que o escoamento sofre perturbações bruscas. Essa perda de carga é devido aos efeitos de atrito e do gradiente adverso de pressão que ocorre quando o fluido atravessa as singularidades inseridas no sistema.

Qual a perda de carga localizada em uma entrada de borda viva (K = 0,5) cuja velocidade do escoamento é de 4m / s2?

Aula 7 - Escoamento Permanente de um Fluido Incompressível em Conduto Fechado

Iniciaremos nossa aula 7 classificando os Condutos. 

Logo depois passaremos a definir Raio e Diâmetro Hidráulico.

A partir de estabelecido os conceitos de raio e diâmetro falaremos sobre a Camada Limite.

Discutiremos então os conceitos de Rugosidade e Fator de Atrito.

Aplicaremos todos os conceitos discutidos em exercícios.

Aula 6 - Guindaste Hidráulico - Resultados

Na última quarta-feira tivemos na Unidade de Jacareí a Iniciação Tecnológica do Guindaste Hidráulico. A seguir temos os resultados:

Guindastes:

3º Lugar

2º Lugar

Campeão

Aula 6 - Exemplos de Guindastes

Abaixo você encontra vários exemplos de guindastes dos anos anteriores:

Aula 6 - Iniciação Tecnológica - Guindaste Hidráulico

Em nossa aula 6 teremos a Iniciação Tecnológica do Guindaste Hidráulico:

As regras você encontra em:

Regras

(número de seringas liberado)

Leve uma folha com o nome de todos os elementos do grupo e entregue ao professor assim que chegar na sala de aula.
Lembrando que o número de seringas é livre e a massa a ser levantada terá no máximo 2 kg.

Relatório

Deve conter: nomes e cursos, descrição do projeto, física (fenômenos) envolvida no projeto, problemas e soluções e uma conclusão.

Aula 5 - Equação de Energia - Pós Aula

Após nossa aula 5 você deverá saber responder as seguintes questões:

1> Para quais condições podemos utilizar a equação de Bernoulli?

2> Qual a diferença entre uma máquina hidráulica e uma turbina?

3> Como devemos proceder para medir o rendimento de uma máquina?

4> Diferencie as energias potencial, cinética e de pressão em um fluido.

Aula 5 - Equação de Energia - Exercícios de Sala

1> A água está escoando com uma velocidade de 5,0 m/s através de uma tubulação com uma área de seção transversal de 4,0 cmˆ2. A água desce gradativamente 10 m enquanto a tubulação aumenta de área para 8 cmˆ2. (a) Qual a velocidade no nível mais baixo? (b) Se a pressão no nível mais elevado for de 1,5 x 10ˆ5 Pa, qual será a pressão no nível mais baixo?

2> Água escoa em regime permanente através do tubo de Venturi mostrado. Considere no trecho mostrado que as perdas são desprezíveis. A área da seção (1) é 20 cm² e a da seção (2) é 10 cm². Um manômetro de mercúrio (gama = 136 000 N/mˆ3) é instalado entre as seções (1) e (2) e indica o desnível mostrado. Determine a vazão de água que escoa pelo tubo (gama da água = 10 000 N/mˆ3).

Desenho será colocado na sala de aula

3> O Reservatório de grandes dimensões da figura fornece água para o tanque indicado com uma vazão de 10 l/s. Verificar se a máquina instalada é bomba ou turbina e determinar sua potência, se o rendimento é de 75 %. Supor Fluido ideal. Dados: gama da água = 10ˆ4 N/mˆ3; A (tubos) = 10 cmˆ2; g = 10 m/sˆ2.

Desenho será colocado na sala de aula

Aula 5 - Equação da Energia

Em nossa 5ª aula falaremos de energia associada a um fluido. Faremos uma discussão a respeito da energia potencial (posição) e energia cinética (velocidade). Após essa discussão chegaremos em uma das equações mais importantes dos fluidos - Equação de Bernoulli.

Logo depois falaremos de potência e rendimento de uma máquina.

Pot (M) = gama . Q . H (M)

Rendimento = Pot (T) / Pot

Esse capítulo é uma grande discussão do princípio de conservação da energia mecânica.

Equação de Bernoulli - UNIVESP

Equação de Bernoulli - UNICAMP

Um pouco de História da Hidrodinâmica

Iniciação Tecnológica - Carrinho com Bexiga

As regras para a competição do carrinho de Bexiga são apresentadas abaixo:

1> A massa do carrinho é livre.

2> Os carrinhos devem ser movidos exclusivamente por ar expelido por uma bexiga. A bexiga deverá ser trazida pelo grupo. O grupo pode ter de 1 aluno a 5 alunos.

3> O carrinho deverá percorrer uma pista de 3 m de comprimento por 90 cm de largura, caso ele queime as linhas demarcatórias da pista, ele estará automaticamente desclassificado naquele ponto.

4> Os carrinhos deverão cumprir uma prova mínima. A prova consiste em colocar o carrinho na pista e completar o percurso sem queimar as linhas que a delimitam em no máximo 5 s.

5> A competição será realizada como em corridas de “dragstars” ou arrancadas, ou seja, competem dois a dois competidores. O vencedor elimina o derrotado (em melhor de 3, na final será apenas uma corrida).

6> O carrinho deverá ter contato com a pista, em todo o seu percurso, caso contrário será desclassificado.

7> Qualquer dúvida existente durante a competição será resolvida pela comissão julgadora e tem palavra final do professor Maurício Ruv Lemes. A comissão julgadora é soberana.

Relatório

O Relatório deve conter:

1> Nomes completos e curso

2> Objetivos do projeto

3> Projeto do Carrinho (desenho, foto, dimensões)

4> Problemas e Soluções

5> Física no Projeto - Descrever conceitos do curso relacionados com o carrino.

6> Conclusão

7> Referências