Escoamento compreensivel

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  • Escoamento unidimensional, é aquele onde as propriedades são constantes em cada seção.
    Escoamento permanente, é aquele em que mesmo o fluido estando em movimento, as suas propriedades permanecem a mesma em qualquer instante.
    Gás perfeito, é um gás idealizado onde as variáveis de cada propriedade não mudam, de tal forma que não compromete as análises quantitativas e qualitativas de um fluído.
  • V = velocidade, g = gravidade, z= altura, P = pressão, ɣ = ?, ρ = massa específica, J = joules, N= newton, S= segundos, m = metro e kg = quilograma.
  • U = Energia Interna Específica
    I = Energia Interna
    m = massa
  • Definição de Entalpia (H) = É a quantidade de Energia em uma determinada reação.
    I = Energia interna, p = pressão, V= volume, m = massa, ρ = massa específica.
  • Professor dúvida: quem é o “d” das equações?
    Definição de Entropia (S) = Grandeza termodinâmica que mensura o grau de irreversibilidade de um sistema, pode ser considerado como o grau de desorganização de um sistema.
  • Professor dúvida: quem é o “q”?
    m = massa, T = temperatura absoluta (o que é temperatura absoluta = É uma grandeza física que mensura a energia cinética média de cada grau de liberdade de cada uma das partículas de um sistema em equilíbrio térmico)
  • Gás perfeito = É um modelo idealizado para um comportamento de um gás, que obedece a lei dos gases ideais.
  • ρ = massa específica, v = velocidade, Qm = vazão mássica
  • α = densidade específica, p= pressão, ρ = massa específica, v= velocidade, u= energia interna, g= gravidade, z= altura , para equação da Energia
    Para equação do movimento, v = volume.
    Sobre a equação da Energia, ler a página 332 e 333, para entendimento.
  • PÁGINA 335, 336 E 337, LER PARA ENTENDER E EXPLICAR DOS SLIDES 22 A 26.
    A partir de uma situação de equilibrio, consideremos primeiramente o líquido sendo incompressível, aplica-se ao pistão uma força provocando um aumento de pressão, que se transmitirá para a seção seguinte e assim subssequentemente de forma que a camada mais afastada será submetida à pressão e o fluído será derramado, ou seja, a mensagem que ele foi “pertubado” na seção, transmite-se instantaneamente para todas as seções. Quando um fluido é compressível, ao deslocar o pistão, cria-se uma compressão na camada adjacente à sua face, que fica com uma pressão maior que a seguinte, expandindo-se contra ela, esta então ficará mais comprimida que a próxima e assim por diante. Nota-se que esse processo, leva-se a um tempo finito e uma “velocidade finita que será denominada velocidade de propagação da perturbação da pressão”, sendo esse fenomeno semelhante ao fenomeno acustico de propagação do som, será denominada de velocidade do som e representada pela letra “c”, no slide seguinte.
  • Nesse slide, explica-se como chegar à equação da velocidade do som “c”.
    K = constante
    R= gás perfeito
    T = temperatura
  • A espiral provocada por um avião ao decolar, visível pelo impacto com o ar
    Os escoamentos podem ser classificados quanto à compressibilidade e quanto ao grau de mistura macroscópica.
    Um escoamento em que a densidade do fluido varia significativamente é um escoamento compressível. Se a densidade não variar significativamente então o escoamento é incompressível
  • Escoamento compreensivel

    1. 1. Mecânica dos FluídosMecânica dos Fluídos Escoamento CompressívelEscoamento Compressível Professor: JayannProfessor: Jayann Graduandos:Graduandos: Danyelle CristinaDanyelle Cristina Ingrid HonórioIngrid Honório Karina AlvesKarina Alves Isabelle BarretoIsabelle Barreto Rose OliveiraRose Oliveira
    2. 2. • Introdução – Hipóteses – Conceitos FundamentaisIntrodução – Hipóteses – Conceitos Fundamentais Tópicos do Capítulo 12 – Escoamento CompressívelTópicos do Capítulo 12 – Escoamento Compressível • Grandezas Termodinâmicas: Energia Interna –Grandezas Termodinâmicas: Energia Interna – Entalpia - EntropiaEntalpia - Entropia • Gás PerfeitoGás Perfeito • Problema Geral e Equações BásicasProblema Geral e Equações Básicas • Velocidade do SomVelocidade do Som • Número de MachNúmero de Mach (M)(M)
    3. 3. Conceitos FundamentaisConceitos Fundamentais • Fluído Compressível: É aquele cuja massa específica varia de um ponto a outro. Nenhum fluído é perfeitamente incompressível, mas quando a variação da massa específica (ρ) é relativamente pequena, pode-se desconsiderar sem que comprometa as análises. Entretanto, ao equacionar fluídos como incompressíveis quando a massa específica (ρ) varia sensivelmente, chega-se a conclusões quantitativas e qualitativas que não condizem com as observações práticas, sendo assim, impossível prever acontecimentos como a onda de choques e bloqueios dos condutos.
    4. 4. Conceitos FundamentaisConceitos Fundamentais A massa específica (ρ) é uma função da pressão e da temperatura, a complexidade causada por efeitos térmicos no estudo do escoamento, pode ser atenuada admitindo-se algumas hipóteses: 1.O escoamento é unidimensional ou uniforme nas seções; 2.O regime é permanente; 3.O fluído que escoa é um gás perfeito; As hipóteses descritas, serão sempre válidas para o estudo do escoamento compressível, podendo-se ressaltar que ele irá se referir ao escoamento unidimensional, em regime permanente de um gás perfeito.
    5. 5. DefiniçõesDefinições Sendo assim: Energia Cinética Específica = Energia Potencial Específica = gz Energia de Pressão Específica = A unidade será =
    6. 6. DefiniçõesDefinições Grandezas Termodinâmicas:Grandezas Termodinâmicas: Energia Interna (I) Embora um significado mais amplo dessa grandeza possa ser obtido dos livros de termodinâmica, para as finalidades deste estudo, será confundida com energia térmica e será função apenas da temperatura, representando o estado térmico do sistema. A energia interna específica será:
    7. 7. DefiniçõesDefinições Grandezas Termodinâmicas:Grandezas Termodinâmicas: Entalpia (H) Definida por: Por unidade de massa será: Lembrando que:
    8. 8. DefiniçõesDefinições Entropia (S) A variação de entropia é definida por: Onde: Q҃҃ = Calor trocado pelo sistema (o símbolo é utilizado para que não haja confusão com o símbolo de vazão em volume) T = Temperatura absoluta O índice rev significa que o processo é reversível.* * Um processo é reversível quando pode ser invertido e ao voltar ao seu estado inicial não haverá vestígios de sua realização.
    9. 9. Todos os processos práticos são irreversíveis e algumas causas da irreversibilidade são: Atrito, troca de calor entre as diferenças finitas de temperaturas, expansões e compressões bruscas, reações químicas e, de uma forma geral, rapidez dos processos. Por unidade de massa: DefiniçõesDefinições Se o processo for irreversível, verifica-se que:
    10. 10. DefiniçõesDefinições Gás PerfeitoGás Perfeito No estudo a ser realizado neste capítulo, gás perfeito será o modelo matemático utilizado e caracterizado pelas propriedades a seguir: a) Equação de estado: onde: P= pressão na escala absoluta ρ = massa específica R = constante do gás b) A energia interna e a entalpia são funções somente da temperatura, isto é: u = f (T) e h = f (T) c) Os calores específicos a volumes constantes (Cv) e a pressão constante (Cp) são constantes do gás.
    11. 11. DefiniçõesDefinições A partir dos calores específicos podem ser obtidas as seguintes expressões úteis:
    12. 12. Problema Geral e Equações BásicasProblema Geral e Equações Básicas A seguir serão apresentadas as cinco equações básicas, para a solução de problemas, relacionados a escoamento compressível, não esquecer que, pelas hipóteses fundamentais, o escoamento é unidimensional em regime permanentes de um gás perfeito. •Equação da Continuidade:
    13. 13. Problema Geral e Equações BásicasProblema Geral e Equações Básicas •Equação da Energia: •Equação da quantidade de movimento:
    14. 14. Problema Geral e Equações BásicasProblema Geral e Equações Básicas •Equação de Estado •Equação da variação da Entropia
    15. 15. Problema Geral e Equações BásicasProblema Geral e Equações Básicas Velocidade do Som. É a velocidade de propagação de uma perturbação da pressão causada num fluído. Para melhor compreender esse fenômeno consideremos um fluído incompressível, nas figura s abaixo:
    16. 16. Problema Geral e Equações BásicasProblema Geral e Equações Básicas Considerando: Como , e substituindo em : Temos:
    17. 17. Número de Mach (Número de Mach (MM )) É a relação entre a velocidade do fluído numa seção e a velocidade do som na mesma seção. O número de Mach permite classificar os escoamentos nos seguintes tipos.
    18. 18. Exemplos PráticosExemplos Práticos Um avião com número de Mach abaixo de 1, é possível ouvir mesmo antes do avião chegar.
    19. 19. Exemplos PráticosExemplos Práticos Motor – FogueteMotor – Foguete

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