ATPS Mec Fluidos

8/18/2019 ATPS Mec Fluidos

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Centro Universitário Anhanguera Joinville– kroton

MCÂNICA DOS FLUIDOSMÉODO D! SO"!S

Nome: Marcos Bruno Mendes de Paula RA – 2448170162

4º serie

Nome: Thiao !aria RA – ""7702#804

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SUMÁRIO

1. ETAPA 1 – ........................................................................................................04

1.1 INTRODUÇÃO TEÓRICA.........................................................................041.2 OBJETIVO....................................................................................................04

2. MATERIAIS......................................................................................................05

3. PROCEDIMENTOS.........................................................................................064. CÁLCULOS.......................................................................................................075. CONCLUSÃO...................................................................................................15

6. BIBLIOGRAFIA..............................................................................................17

1. ETAPA 1

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2. Aula-tema: Definição e propriedades dos fluidos.

1.1INTRODUÇÃO TEÓRICA

Pode-se entender como fluido o nome geral qe ! dado a l"q#dos e gases. O

ramo da $"s#ca qe estda o com%ortamento de s&st'nc#as (l#das em

cond#)*es de re%oso o de mo+#mento ! denom#nado de Mecânica dos

Fluidos.

A ,#drostt#ca %arte da ec'n#ca de $l#dos qe anal#sa s&st'nc#as nestas

cond#)*es em cond#)*es de re%oso. $ndamenta-se em tr/s Pr#nc"%#os

&s#cos0 a sa&er

Pr#nc"%#o de Arq#medes

$#l2o do astr3nomo $"d#as0 Arq#medes nasce em 456 a.C.0 em 7#racsa0 na7#c"l#a0 qe ent8o (a9#a %arte da :r!c#a oc#dental o agna :r!c#a. Dono de

(antst#ca 2al#dade %ara as C#/nc#as0 Arq#medes de%aro-se com m

%ro&lema %ro%osto %elo Re# ,#er8o. Ao encomendar ma coroa de oro %ara

2omenagear ma d#+#ndade0 ss%e#to qe o or#+es o enganara0 n8o

t#l#9ando oromac#)o em sa con(ec)8o. Como desco&r#r0 sem dan#(#car o

o&;eto0 se se #nter#or cont#n2a ma %arte (e#ta de %rata< Para resol+er este

%ro&lema0 Arq#medes desen+ol+e o Pr#nc"%#o qe le+a o se nome. Em l#n2as

gera#s0 os (l#dos e=ercem ma (or)a c2amada Em%=o nos o&;etos nele

#mersos qe %ode ser calclado %ela seg#nte rela)8o

E r.!."

onde r ! a massa es%ec"(#ca do (l#do0 ! ! o +olme do o&;eto qe est #merso

no (l#do e " ! a acelera)8o da gra+#dade no local.

#

http://www.infoescola.com/fisica/hidrostatica/http://www.infoescola.com/fisica/principio-de-arquimedes-empuxo/http://www.infoescola.com/biografias/arquimedes/http://www.infoescola.com/elementos-quimicos/ouro/http://www.infoescola.com/elementos-quimicos/prata/http://www.infoescola.com/fisica/principio-de-arquimedes-empuxo/http://www.infoescola.com/biografias/arquimedes/http://www.infoescola.com/elementos-quimicos/ouro/http://www.infoescola.com/elementos-quimicos/prata/http://www.infoescola.com/fisica/hidrostatica/


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Princ#pio de Pascal

Nasc#do a 1> de ;n2o de 1?4@0 la#se Pascal na +#da adlta a%Bs d#+ersos

estdos0 dese;a+a +er#(#car a +al#dade da e=%er#/nc#a de Torr#cell#. Esta

em%re#tada le+o Pascal ao terreno d#("c#l da mec'n#ca dos (l#dos0 na qal

%3de ennc#ar o %r#nc"%#o da const'nc#a da transm#ss8o de %ress8o no #nter#or

dos l"q#dos. Isto !0 em m (l#do0 se (or a%l#cada ma %ress8o em m dos

%ontos deste (l#do0 esta se transm#t#r #ntegralmente %or todo o (l#do.

Princ#pio de $te%in

$#l2o #leg"t#mo de r#cos c#dad8os (lamengos0 #n#c#o sa carre#ra %ro(#ss#onal

como coletor de #m%ostos. De #m%ortantes contr#&#)*es ao desen+ol+#mentoda mec'n#ca0 %r#nc#%almente no estdo da 2#drostt#ca. E=%l#co o %arado=o da

2#drostt#ca0 onde a %ress8o de m l"q#do #nde%ende da (orma do rec#%#ente0

de%ende a%enas da altra da colna l"q#da. atemat#camente0 a concls8o de

7te+#n %ode ser escr#ta da seg#nte (orma

&P r.".'

onde &P ! a +ar#a)8o da %ress8o em +#rtde da +ar#a)8o no com%r#mento dacolna (l#da0 r ! a massa es%ec"(#ca do (l#do0 " ! a acelera)8o da gra+#dade

no local e ' ! o desn"+el.

No caso de l"q#dos em mo+#mento0 o ramo de estdos ! con2ec#do como

,#drod#n'm#ca. Esta se (ndamenta em algns %ress%ostos #n#c#a#s qe (ogem

ao esco%o deste te=to. $ndamenta-se em do#s %r#nc"%#os

E(uação da )ontinuidade

No caso de m determ#nado s#stema 2#drl#co qe ten2a (onte e sm#doro de

(l#do0 a +a98o de (l#do neste s#stema de+e ser constante.

4

http://www.infoescola.com/fisica/pressao-hidraulica-principio-de-pascal/http://www.infoescola.com/biografias/blaise-pascal/http://www.infoescola.com/hidrostatica/principio-de-stevin/http://www.infoescola.com/mecanica-de-fluidos/equacao-da-continuidade/http://www.infoescola.com/fisica/pressao-hidraulica-principio-de-pascal/http://www.infoescola.com/biografias/blaise-pascal/http://www.infoescola.com/hidrostatica/principio-de-stevin/http://www.infoescola.com/mecanica-de-fluidos/equacao-da-continuidade/


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7#stema ,#drl#co com (onte e sm#doro

E(uação de *ernoulli

Rad#cada em as#l!#a0 7")a0 a (am"l#a erno#ll# (o# a (am"l#a qe ma#s%rod9# c#ent#stas qe se destacaram nos me#os c#ent"(#cos dos s!clos FII

e FIII. Para ser ma#s e=ato0 nesta (am"l#a (oram or#g#nados de9 c#ent#stas

em#nentes0 qe deram contr#&#)*es s#gn#(#cat#+as G $"s#ca e G atemt#ca do

%er"odo. Dan#el ernoll# - s#mltaneamente (#lBso(o0 ("s#co0 (#s#olog#sta0 m!d#co0

&ot'n#co e matemt#co H ! o ator da eqa)8o de ernoll# como sendo ma

a%l#ca)8o da e# da Conser+a)8o da Energ#a a%l#cada a s#stemas onde 2

deslocamento de $l#do. atemat#camente0 a Eqa)8o %ode ser escr#ta da

seg#nte (orma

Onde P ! a %ress8o a&solta Jn8o manom!tr#caK0 r ! a massa es%ec"(#ca do

(l#do0 " ! a acelera)8o da gra+#dade no local0 % ! a +eloc#dade com qe o

(l#do est se deslocando e + ! o desn"+el.

E=#stem otros resltados qe d#9em res%e#to G ec'n#ca dos $l#dos JComo a

Eqa)8o de Na+#er H 7toLesK0 ass#m como conseq/nc#a ma#s com%le=as

Jcomo o deslocamento caBt#co de (l#dosK qe est8o em m n"+el ma#or de

com%le=#dade e n8o ser8o a&ordados neste te=to.

$ontes

2tt%MMgeoc#t#es.sMsalade(#s#ca>Mogra(#asMarq#medes.2tml

2tt%MM%ensador.ol.com.&rMatorMla#sePascalMogra(#aM

2tt%MMgeoc#t#es.sMsalade(#s#ca>Mogra(#asMste+#n.2tml

$"s#ca :eneral. 7ears e emansLQ. Ag#lar. adr#d.

$

http://www.infoescola.com/fisica/equacao-de-bernoulli/http://www.infoescola.com/fisica/lei-da-conservacao-de-energia/http://www.infoescola.com/fisica/equacao-de-bernoulli/http://www.infoescola.com/fisica/lei-da-conservacao-de-energia/


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1.2P,P,EDADE$

Pesq#sar so&re as %ro%r#edades da com%ress#l#dade de (l#dos d#+ersos0o&ser+ando %ar'metros de +#scos#dade0 elast#c#dade0 com%ress#l#dade0 etc.

A compressi/ilidade de(#ne-se como sendo ma +ar#a)8o #n(#n#tes#mal do+olme %or n#dade de +ar#a)8o de %ress8o.Em termos ma#s s#m%les0 ! a %ro%r#edade qe a mat!r#a a%resenta qandoso(re a a)8o de (or)as adeqadamente d#str#&"das0 tendo se +olme

d#m#n"do. tam&!m este termo a %ro%r#edade dos cor%os qe %odem sercom%r#m#dos.Em termos 2ata#s0 a com%ress#l#dade dos l"q#dos ! qase nla.

Far#a)*es s#mlt'neas da %ress8o e do +olme de m gs em tem%eratraconstante #m%l#cam na sa com%ress#l#dade.

!iscosidade: a %ro%r#edade %elo qal m (l#do o(erece a res#st/nc#a aoc#sal2amento. A res#st/nc#a ao c#sal2amento ! o %r#nc#%al resltado datrans(er/nc#a da qant#dade de mo+#mento moleclar. Dentro de m (l#doe=#ste sem%re mo+#mento de mol!clas %ara m lado e %ara o otro de

qalqer s%er("c#e tomada nesse (l#do.Sando ma camada se mo+e em rela)8o a otra ad;acente0 2

trans(er/nc#a de qant#dade de mo+#mento moleclar de m lado a otro de(orma qe srge ma tens8o de c#sal2amento a%arente qe red9 o mo+#mentorelat#+o e tende a #galar as +eloc#dades de camadas ad;acentes.

A +#scos#dade %ode ser #mag#nada como sendo a ader/nc#a #nterna de m(l#do. ma das %ro%r#edades qe #n(lenc#a a %ot/nc#a necessr#a %aramo+er m aero(Bl#o atra+!s da atmos(era. Ela ! res%ons+el %elas %erdas de

energ#a assoc#adas ao trans%orte de (l#dos em dtos0 cana#s e t&la)*es. Al!m d#sso0 a +#scos#dade tem m %a%el %r#mr#o na gera)8o de tr&l/nc#a.Nem ser#a necessr#o d#9er qe a +#scos#dade ! ma %ro%r#edadee=tremamente #m%ortante a ser cons#derada em nossos estdos deescoamento de (l#dos. A reolog#a ! o estdo de escoamento e de(orma)8o damat!r#a0 o se;a0 ! o estdo do com%ortamento de (l#de9. Os com%onentesdos (l#dos %odem a%resentar d#(erentes (ormas geom!tr#cas caracter"st#ca del#ga)8o taman2os +ar#ados qe l2e con(erem com%ortamentos d#st#ntos.

Propriedades de %iscoelasticidade

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Reolog#a #ncl# o estdo da de(orma)8o e rec%era)8o de m mater#al0 qee=#&e caracter"st#cas de sol#do elst#co e de l#q#do +#scoso0 o se;a0cons#derado +#sco elst#co. Podemos de(#n#r qe as amostras +#sco elst#caa%resentam #n#c#almente com%ortamento sBl#do e %oster#ormente l"q#do.

1.0PA$$

Pesq#sar +"deos so&re o (nc#onamento de &ra)os mec'n#cos 2#drl#cos.

Atra+!s dos +"deos %odemos +er#(#car o (nc#onamento dos &ra)osmec'n#cos com o s#stema de am%l#a)8o de (or)as (e#to %or ser#ngas emange#ras com ga (ormando m s#stema de transm#ss8o de mo+#mento(l#do mec'n#co.

1. ATERIAI7

ATERIA 7er8o t#l#9ados os seg#ntes mater#a#s %ara e=ec)8o do

e=%er#mento

- 7er#ngas Pol#%ro%#leno #ncolor sendo J1ml0 Vml e @mlK

- Para(sos ca&e)a a&alada ?mm = 6mm

- Arrelas a)o gal+an#9ado ?mm

- Placas de PFC es%essra 1mm

- orrac2a #cro%orosa

- T&o de PFC JPol# Cloreto de F#n#laK em (orma c#l"ndr#ca.

- Cl#%s Jarame de a)o gal+an#9adoK

- oct#te cola l#q#da mlt#so Js%er &onderK

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- Placa de made#ra em made#r#te Vmm

1.PA$$

Pesq#sar so&re modelos de ser#ngas encontradas no mercado0 o&ser+andoso&re a ca%ac#dade +olm!tr#ca0 mater#al de con(ec)8o0 a&ertra de se)8otrans+ersal0 etc.

A ser#nga ! const#t"da %or

a. C#l#ndro con(ecc#onado em %lst#co %o%#l%ro%#lento atB=#co.

&. ,aste con(ecc#onado em %lst#co atB=#co %ol#%ro%#leno o %ol#et#leno.

c. P#st8o con(ecc#onado em &orrac2a termo%lst#ca0 atB=#ca0 l#+re delate= natral.

$#gra 1 H odelos de ser#ngas

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http://produto.mercadolivre.com.br/MLB-694817942-madeirite-5mm-_JMhttp://produto.mercadolivre.com.br/MLB-694817942-madeirite-5mm-_JM


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$onte Inmetro H Con(orm#dade de ser#ngas

D#s%on"+el em 2tt%MM.#nmetro.go+.&rMleg#slacaoMrtacM%d(MRTAC1666.%d(

1.PA$$ !

"


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Pesq#sar so&re dtos0 cola eMo s#stemas de ader/nc#as e aco%lamento ded#s%os#t#+o transm#ss#+o de (l#do Jmange#ras0 t&os etc.K qe %oder#a sert#l#9ada entre ma ser#nga e otra %ara m s#stema de transm#ss8o demo+#mento (l#do-mec'n#co.

- ange#ra %nemt#ca PUN ?=1 1 &ar de %ress8o

- A&ra)ade#ras de nQlon J%ara (#=a)8o das ser#ngas e mange#rasK

- Cl#%s Jarame de a)o gal+an#9adoK

- oct#te cola l#q#da mlt#so Js%er &onderK

0. ETAPA 1

Aula-tema: Definição e propriedades dos fluidos.

2.1 PA$$

O&ser+ar ma %oss#l#dade de e=ec)8o eMo (n)8o qe %ossa ser(e#to com m &ra)o mec'n#co de transm#ss8o 2#drl#ca t#l#9ando ser#ngas.Podendo ser m a&ra)amento de m o&;eto e em seg#da le+ant-lo0 etc.

R O ra)o ec'n#co qe desen+ol+eremos #ra conseg#r mo+#mentar o&;etosna +ert#cal0

a%l#cando ma (or)a na ser#nga com d#'metro menor 0 ass#m transm#t#ndo a(or)a atra+!s do (l#do JgaK %ara a ser#nga de d#'metro ma#or %ara qe omo+#mento se com%lete.

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2.2 PA$$

$a9er m desen2o t!cn#co %ara m %ro;eto &ra)o mec'n#co 2#drl#cot#l#9ando ser#ngas %ara a (#nal#dade escol2#da no Passo 1.

4.4.1Detal2es do ra)o ec'n#co ,#drl#co

Detal2e Sant#dade Denom#na)8o ater#al A 4 ase Fert#cal PFC

4 ra)o PFCC 4 Ante&ra)o PFCD 4 :arra PFCE 1 ase 2or#9ontal

c#rclar PFC

$ 1 ase ,or#9ontal(#=a

ade#ra

: V A%o#o desstenta)8o

orrac2a#cro%orosa

, E#=os A)o

4.4.4 Detal2es ater#a#s ra)o ec'n#co ,#drl#co

Sant#dade Es%ec#(#ca)*es ater#al? 7er#nga 1ml Plst#co %o%#l%ro%#lento

atB=#co4 7er#nga Vml Plst#co %o%#l%ro%#lento

atB=#co@ 7er#nga @ml Plst#co %o%#l%ro%#lento

atB=#co1 ade#ra Para(sos ?mm Je#=osK A)o 7AE 141? Arrelas D ?mm A)o 7AE 144 W#t T&o de PFC Pol# cloreto de +#n#l2a

(orma c#l"ndr#ca1 Cola oct#te Cola lt#so

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2.0 PA$$

$a9er a %re+#s8o so&re a am%l#a)8o de (or)as qe %oder ocorrer dentrodo %r#nc"%#o da %rensa 2#drl#ca de Pascal.

7egndo o %r#nc"%#o de Pascal0 qe (ora ennc#ado em 1?V4 %or la#se PascalJ1?4@-1??4K0 demonstra qe ma +ar#a)8o na %ress8o a%l#cada em m (l"do #dealJ#ncom%ress"+elK con(#nado ! transm#t#da #ntegralmente %ara todas as %os#)*esdo (l"do e %ara as %aredes do rec#%#ente qe o cont!m.No &ra)o mec'n#co cada art#cla)8o e montado com do#s c#l#ndros0 a (or)aJNetonK (e#ta na menor ! %ro%orc#onal G sa rea0 o se;a0 &em %eqena.Sando o (l#do JgaK ! %ress#onado %ara o otro /m&olo0 ele %rod9 ma(or)a JNetonK tam&!m %ro%orc#onal a esta rea0 de modo qe a (or)a ser

tanto ma#or qanto ma#or (or a tal rea.Sando se %ress#ona o /m&olo %eqeno Jdo c#l#ndroK0 ! e=tremamente

d#("c#l de #m%ed#r qe o /m&olo ma#or s&a0 %o#s0 como ; (o# e=%l#cado0 a (or)a nele ! m#toma#or.

O s#stema e=%l#ca os Pr#nc"%#os de Pascal e 7te+#n e s#mla o(nc#onamento de qalqer d#s%os#t#+o 2#drl#co0 como (re#os de atomB+e#s0d#re)8o 2#drl#ca e &ra)o mec'n#co 2#drl#co0 %or e=em%lo.

O Pr#nc"%#o de Pascal ! ma das a%l#ca)*es tecnolBg#cas ma#s

#nteressantes na $"s#ca. Com ele0 %odemos a%l#car ma (or)a em ma s#ta)8o0e a (or)a %ode ser mlt#%l#cada m#tas +e9es0 de%endendo da rea de saa%l#ca)8o.

2. PA$$ !

Ela&orar m relatBr#o %arc#al com os clclos en+ol+#dos nas Eta%as.

)3lculos Preliminares

Pressão

X$ormla da Press8o

p=f

a

PY Press8o JPaK

$Y $or)a JNK AYArea JcmZK

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Formula da 3rea de um cilindro

A=π .d ²

4

AY [readY D#'metro

)alculo da pressão no cilindro 4mo%imento trans%ersal do /raço5

C#l#ndro 1ml H (#=o no &ra)oD#'metro Y 1?0Vmm Y 10?Vcm

A=π .d ²

4 A=

π .1 ,65²

4 A 2610cm7

C#l#ndro 1ml H (#=o no &ra)oD#'metro Y 1?0Vmm Y 10?Vcm

A=π .d ²

4

A=π .1 ,65²

4 A 2610cm7

/s. saremos como /ase %ara calclar a %ress8o e a (or)a e=erc#da %elosc#l#ndros %ara mo+#mentar o ra)o ec'n#co ma (or)a de >N J0>15Lg(K0%aras#mlar o acr!sc#mo de (or)a %rod9#do %elos c#l#ndros de d#(erentes d#'metros 0%elo (ato da (or)a a%l#cada %elo o%erador ser d#(erente de%endendo do %eso doo&;eto a ser le+antado.

p=f

a p=

9

3 ,73 P Y 401 NMcmZ J %ress8o e=erc#da %elo c#l#ndro do

o%erador K

$Y A.P $YV0V5. 401 $Y 1@0V N J (or)a transm#t#da %ara o c#l#ndro (#=o no&ra)oK.

1#


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)alculo da pressão no cilindro 4mo%imento %ertical do ante/raço5

C#l#ndro 1ml H (#=o no &ra)oD#'metro Y 10V Y10V cm

A=π .d ²

4 A=

π .1 ,45²

4 A 168cm7

C#l#ndro @ml H controlado %elo o%erador dY110Vmm Y 101Vcm

A=π .d ²

4 A=

π .1 ,15²

4 A 1690cm7

p=f

a p=

9

1 ,65 P V0V NMcmZ J %ress8o e=erc#da %elo c#l#ndro do

o%erador K

F A.P F6. 168 $Y> N J (or)a transm#t#da %ara o c#l#ndro (#=o no&ra)oK.

O&s. a (or)a transm#t#da n8o (o# mlt#%l#cada %elo (ato dos 4 c#l#ndros terem omesmod#'metro.

)alculo da pressão no cilindro 4mo%imento %ertical do suporte da "arra5

C#l#ndro 1ml H (#=o no &ra)oD#'metro Y 10V Y10V cm

A=π .d ²

4 A=

π .1 ,45²

4 A 168cm7

C#l#ndro @ml H controlado %elo o%erador dY110Vmm Y 101Vcm

14


15/16

A=π .d ²

4 A=

π .1 ,15²

4 A 1690cm7

p=f

a p=

9

1 ,65 P 6 ;cm7 4 pressão e


16/16

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