aula de hidraulica

Hidrulica Aplicada

Prof. Dr. Mrio de OLiveira

Tema: Princpio da conservao da massa, da energia e do momentum.

Curso Engenharia Ambiental

Captulo 1 Conceitos Fundamentais

Hidrulica

a cincia que estuda a conduo da gua

ETMOLOGIA

Grego Hydros = gua

Aulos = Conduo

Divises da Hidrulica

Hidrulica Terica

Hidrulica Aplicada

Hidrocinemtica

Hidrosttica

Hidrodinmica

Velocidades e trajetrias das partculas

Lquidos em repouso

Lquidos em movimento e foras envolvidas

Hidrulica Urbana

Sistema de Abastecimento de gua

Sistema de Esgotamento Sanitrio

Sistema de Drenagem Urbana

Hidrulica Rural ou Agrcola Irrigao Drenagem Agrcola

Hidrulica Fluvial Rios e Canais

Hidrulica Martima Portos e Obras Martimas

Instalaes Prediais, Industriais e Hidreltricas

Meio Ambiente Preservao dos Habitats Aquticos

Disperso de Poluentes

Eroso, entre outros

Conceito mais Abrangente

Hidrulica a rea da engenharia que aplica os conceitos de Mecnica dos Fluidos na resoluo de problemas ligados :

CAPTAO;

ARMAZENAMENTO;

CONTROLE e

USO DA GUA Hidrulica

Agricultura

Energia

Indstria Saneamento

Aspectos Histricos

A Hidrulica esteve presente ao longo de praticamente toda a histria da humanidade.

Disponibilidade varivel no tempo e no espao

Necessidade de compatibilizar

Oferta X Demanda transportando de locais onde est disponvel para locais onde necessria.

Aspectos Histricos

Primeiros pensamentos efetivamente cientficos relativos Hidrulica GREGOS

Sculo III a.C ARQUIMEDES

Princpios da Hidrosttica e Equilbrio dos Corpos Flutuantes

Aspectos Histricos

ROMANOS Postura diferente da dos Gregos. Do mais enfoque construo do que criao intelectual

Empreendimentos de Engenharia

CONSTRUO DE

DIVERSOS

AQUEDUTOS:

Em Roma: 11 aquedutos

Vazo: 4000 L/s

~ 345 L/hab dia

Aspectos Histricos

Sculo XVIII

Sc. XIX

Sc. XX Mecnica dos Fluidos Karman, Nikuradse, Moody, Colebrook, etc.

Grandes progressos da Hidrulica, com base na experimentao Frana e Itlia (Pitot, Chzy, Venturi)

Hidrulicos Prticos Introduo dos conceitos de velocidade e turbulncia Reynolds, Hazen e Poiseuille,

Bresse, Weisbach e Darcy PERDA DE CARGA

Atualmente com o advento da INFORMTICA possvel modelar os escoamentos com os MTODOS NUMRICOS E COMPUTACIONAIS.

Propriedades dos Fluidos

Massa Especfica (ou densidade absoluta)

Peso Especfico

Densidade Relativa

Presso

Princpio de Stevin

Viscosidade do Fluido (Newtoniano)

Vazo

Propriedades dos Fluidos Massa Especfica (ou densidade absoluta)

a relao entre a massa da poro do fluido e o seu volume

Caractersticas:

Varia com a presso e temperatura

Unidades de Massa Especfica:

Sistema MKFS (tcnico: F,L,T): utm/m3 ou kgf.s2/m4

Sistema MKS (INTERNACIONAL: L,M,T): kg/m3

Sistema CGS: g/cm3

gua = 1000kg/m3

gua = 1,0g/cm3

m

v

Propriedades dos Fluidos Peso Especfico ( )

a relao entre o peso de uma certa poro de fluido e o seu volume.

Unidades:

Unidade de Peso Especfico:

Sistema MKFS (tcnico): kgf/m3

Sistema MKS: N/m3

ggua: 1000kgf/m3 = 10000 N/m3

peso

volume

massa g

volumeg

Propriedades dos Fluidos Densidade Relativa

a relao entre o peso especfico de uma substncia e o peso de uma outra tomada como referncia. Para os lquidos, a gua o fluido tomado como referncia

Caractersticas:

drg

g

s

agua

s

agua

s

agua

dr

dr

agua

Hg

:,

,

1 0

13 6

Propriedades dos Fluidos 1) Sabe-se que 1500kg de massa de uma determinada substncia, ocupa um volume de 2m, determine a massa especfica, peso especfico e a densidade relativa dessa substncia :

Dados: peso especifico H20 = 10.000 N/m gravidade= 10 m/s

Propriedades dos Fluidos 2) A massa especfica de uma determinada substncia igual a 740kg/m, determine o volume ocupado por uma massa de 500kg dessa substncia.

Propriedades dos Fluidos 3- Um reservatrio cilndrico possui dimetro de base igual a 2m e altura igual a 4m, sabendo que o mesmo est totalmente preenchido com gasolina ( massa especfica = 720 kg/m) determine a massa de gasolina presente no reservatrio:

Propriedades dos Fluidos 4- Se 6m de leo pesam 47 KN, determine o peso especfico e a massa especfica do fluido.


5) Sabendo-se que 800 g de um liquido enche um cubo de 0,08 m de aresta, qual a massa especfica desse fluido em (g cm-3 ).


Presso: Piezmetros e Manmetros

a relao entre a fora normal que age numa superfcie plana e sua rea.

Unidade: MKS

A

FP

2

11

m

NPa

Lei de Stevin

A diferena de presso entre dois pontos no interior de uma poro de fluido em equilbrio, igual ao produto do DESNVEL entre eles e seu peso especfico.

1 mca = 0,1 kgf/cm2 = 0,01 MPa


0YF

hPP

hdAdAPdAP

dAPhdAdAP

12

21

021

Exerccio

1) A presso da gua numa torneira fechada (A) de 0,28 kgf/cm2. Se a diferena de nvel entre (A) e o fundo da caixa de 2m, Calcular: a) a altura da gua (H) na caixa; b) a presso no ponto (B), situado 3 m abaixo de (A)

Exerccio

2) Se a presso manomtrica num tanque de leo (peso especfico = 800 kgf/m3) de 4,2 kgf/cm2, qual a altura da carga equivalente:

a) em metros de leo; b) em metros de gua;

Exerccio

3) Qual a presso (Pa) no ponto A e qual o valor da altura da gua na caixa? Dados Mercrio Hg (peso especfico = 13600 kgf/m3).

Princpios da Hidrulica

Princpio da Conservao da Massa

Princpio da Conservao da Energia

Princpio da Conservao da Massa Equao da Continuidade

A massa no pode ser criada nem destruda.

A massa de gua que entra em um conduto (forado ou livre) a mesma que sai do conduto, se no houver contribuio ou retirada do fluido, ao longo do escoamento.


1. Fluido ideal;

2. Sem mquinas no trecho;

3. Sem trocas de calor

4. Propriedades uniforme na seco;

5. Fluido incompressvel;

6. Escoamento em regime permanente.

Princpio da Conservao da Energia: Eq. Bernoulli

A Equao de Bernoulli: Primeira Lei da Termodinmica, que se define:

A energia no pode ser criada nem destruda apenas transformada.

Fluido Perfeito /Ideal:

descreve o comportamento de um fluido movendo-se ao longo de uma linha de corrente e traduz para os fluidos o princpio da conservao da energia.

Sem viscosidade e incompressvel ( = cte)

2

... 22

22

222

2

111

g

VPZ

g

VPZ

g

VPZ nnn

1) Qual a velocidade da gua atravs de um furo na

lateral de um tanque, se o desnvel entre o furo e a

superfcie livre de 2 m?

OBRIGADO A TODOS!!!!

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