Hidráulica Aplicada
Prof. Msc Cleber Albuquerque
Engenharia de Recursos Hídricos
• O que você pode fazer?
Estudos ambientais;Gestão de bacias hidrográficas;Operação de reservatórios;Projetos de irrigação, drenagem,
bombeamento, distribuição de água etc
Hidráulica
• Derivado do grego Hydra + aulos = água + condução
“PARTE DA FÍSICA QUE ESTUDA COMPORTAMENTO DE FLUIDOS EM
MOVIMENTO E EM REPOUSO”
Hidráulica
• Responsável pelo conhecimento das leis que regem o transporte, conversão de energia, regulação e controle do flúido agindo sobre suas variáveis:
PRESSÃOVAZÃOTEMPERATURAVISCOSIDADE
Revisão de Conceitos Básicos
• SISTEMA DE DIMENSÕES E UNIDADES
Em Hidráulica trabalhamos com 2 sistemas de análise dimensional:
FLT e MLT
Sistema de unidades
Dimensões Sistema internacional (SI) Sistema técnico (ST)
F N Kgf ou Kg
M Kg U.T.M. (unidade técnica de massa)
L M M
T s s
Dimensão secundária:
P pressão
Como ficaria definido “pressão” no sistema FLT/MLT?
Propriedades físicas
Propriedades físicas
Propriedades físicas
Definições
• O que é flúido?• O que é tensão de cisalhamento?
LEI DA VISCOSIDADE DE NEWTON
Comportamento dos fluidos
FLUIDO COMPORTAMENTO FENÔMENO
Líquidos A viscosidade DIMINUI com temperatura
Observa-se um pequeno espaçamento entre as
moléculas e ocorre redução da atração
molecular com o aumento da temperatura
Gases A viscosidade AUMENTA com a temperatura
Observa-se um grande espaçamento entre
moléculas e ocorre o aumento do choque entre moléculas com o aumento
da temperatura
LEI DA VISCOSIDADE DE NEWTON
• [exemplo] Duas placas planas paralelas estão situadas a 3mm de distância. A placa superior move-se com velocidade de 4m/s, enquanto a inferior está imóvel. Considerando que um óleo (ν=1,5.10-5m²/s e ρ=905kg/m³) ocupa o espaço entre elas, determinar a tensão de cisalhamento que agirá sobre o óleo
CONDUTOS HIDRÁULICOS
• CONDUTOS FORÇADOS são obrigatóriamente fechados
• CONDUTOS LIVRES podem ser fechados ou abertos
Propriedades dos condutos fechados
• O líquido ocupa todo o espaço do conduto;• A pressãó é maior ou menor do que a pressão
atmosférica. NUNCA IGUAL.
Propriedades dos condutos livres
• O líquido ocupa parte do espaço do conduto• Tem pelo menos um ponto onde a pressão é
igual a pressão atmosférica• Única força atuante é a gravitacional
Classificação dos escoamentosLaminar: a velocidade
neste local se mantém constante
Turbulento: velocidade varia permanentemente
Transicional: turbulência intermitente.
Número de Reynolds
• Osborne Reynolds (1883) identificou os regimes de escoamento através de um número adimensional conhecido por Número de Reynolds (NRe = ρ.V.D/µ) onde:
NRe < 2100 = fluxo laminarNRe > 4000 = fluxo turbulentoNRe com valor intermediário entre esses valores é
caracterizado como fluxo de transição.
[exemplo] um óleo de viscosidade µ=0,025Pa.s e massa específica 950kg/m³ escoa-se num tubo de 10mm de diâmetro à velocidade de 0,1m/s. qual o regime deste escoamento?
Número de Froude
[exemplo] Uma vazão Q = 118m³/s forma uma lâmina d’água de 2,5m de profundidade num canal retangular de 22m de largura. Nestas condições, com relação ao regime de escoamento e numero de Froude, assinale a alternativa correta:
a)Regime torrencial (Fr = 0,556)b)Regime fluvial (Fr=0,433)c)Regime crítico (Fr = 0,732)d)Regime fluvial (Fr = 0,688)e)Regime torrencial (Fr = 0,895)