Este documento discute os conceitos fundamentais de hidrodinâmica e escoamento em dutos. Apresenta os tipos de escoamento classificados por compressibilidade e grau de mistura, além de explicar os regimes laminar, de transição e turbulento. Também aborda conceitos como viscosidade, perda de carga e sua importância para o estudo de sistemas hidráulicos.

1. FUNDAÇÃO INTEGRADA MUNICIPAL DE ENSINO SUPERIOR
CENTRO UNIVERSITÁRIO DE MINEIROS
UNIDADE BÁSICA DE CIÊNCIAS EXATAS
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
HIDRODINÂMICA
ESCOAMENTO EM DUTOS
Docente: Alexandre Paiva
Discente: Taís dos Santos Costa Modesto
Mineiros (GO)
2014

2. Hidrodinâmica e Escoamento em dutos
A mecânica dos fluidos é a parte da física que estuda o efeito de forças em fluidos. Os fluidos em equilíbrio
estático são estudados pela hidrostática e os fluidos sujeitos a forças externas diferentes de zero são
estudados pela hidrodinâmica.
Hidrodinâmica (ou dinâmica de fluidos) é uma subdisciplina de mecânica dos fluidos que lida com a ciência
de fluxo de fluido — a ciência natural de fluidos (líquidos e gases) em movimento. Tem várias especialidades
em si, incluindo a aerodinâmica (o estudo do ar e outros gases em movimento) e Hidráulica (o estudo dos
líquidos em movimento). Dinâmica de fluidos tem uma vasta gama de aplicações, incluindo o cálculo das
forças e momentos nas aeronaves, a determinação da taxa de fluxo de massa de petróleo através de
gasodutos, a previsão de condições meteorológicas, a compreensão nebulosas no espaço interestelar e,
modelagem de detonação de armas de fissão. Alguns de seus princípios são ainda utilizados em engenharia
de tráfego, onde o tráfego é tratado como um fluido contínuo.
Dinâmica de fluidos oferece uma estrutura sistemática subjacente a estas disciplinas práticas, que abrange
as leis empíricas e semi-empíricos, a partir de medição de vazão e utilizados para resolver problemas
práticos. A solução para um problema de dinâmica de fluidos normalmente consiste em calcular várias
propriedades do fluido, tais como velocidade, pressão, densidade e temperatura, como as funções do tempo
e espaço.
Um fluido é uma substância que se deforma continuamente quando submetida a uma tensão de
cisalhamento, não importando quão pequena possa ser essa tensão. Um subconjunto das fases da matéria,
os fluidos incluem os líquidos, os gases, os plasmas e, de certa maneira, os sólidos plásticos.
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.
O grau de mistura de um fluido em escoamento depende do regime de escoamento, que pode ser laminar,
turbulento ou de transição.
No regime laminar, as linhas de fluxo são paralelas ao escoamento, fazendo com que o fluido escoe sem
que ocorra mistura. Em um duto circular, o escoamento é laminar até um valor de Reynolds de
aproximadamente 2100.
Na transição entre os regimes laminar e turbulento, percebe-se que as linhas de fluxo se tornam onduladas,
o que indica que começa a haver mistura entre uma camada e outra. Para um duto circular, esse regime
ocorre para um valor de Re entre 2100 e 2300.
Para valores de Re acima de 2300, têm-se regime turbulento. Nesta fase, percebe-se uma mistura entre as
camadas de fluxo.

3. A viscosidade é a propriedade dos fluidos correspondente ao transporte microscópico de quantidade de
movimento por difusão molecular. Ou seja, quanto maior a viscosidade, menor será a velocidade em que o
fluido se movimenta.
Perda de carga é a energia perdida pela unidade de peso do fluido quando este escoa. Termo muito utilizado
em engenharia e mecânica dos fluidos.
A perda de carga em um tubo ou canal é a perda de energia dinâmica do fluido devido à fricção das partículas
do fluido entre si e contra as paredes da tubulação que os contenha.
Podem ser contínuas, ao longo dos condutos regulares, ou acidental ou localizada, devido a circunstâncias
particulares, como um estreitamento, uma alteração de direção, a presença de uma válvula, etc.
O cálculo da perda de carga em tubulações é fundamental para o estudo de uma instalação hidráulica, seja
ela de bombeamento, seja ela por gravidade.
Devemos ter em mente, que a perda de carga, ou seja, a dissipação de energia por unidade de peso acarreta
uma diminuição da pressão estática do escoamento, sendo que esta diminuição pode ser observada pela
representação da Linha de Energia (L.E) do escoamento, que é o lugar geométrico que representa a carga
total de cada seção do escoamento.
Quando um líquido escoa de um ponto para outro no interior de um tubo, ocorrerá sempre uma perda de
energia, denominada perda de pressão (Sistemas de ventilação ou exaustão) ou perda de carga (Sistemas
de bombeamento de líquidos). Esta perda de energia é devida estacionária aderida à parede interna do tubo.
A camada do fluido entra em contato com a parede do tubo ele acaba ganhando a mesma velocidade da
parede da tubulação, ou seja, nula, e passa a influir as partículas vizinhas por meio da viscosidade e da
turbulência, dissipando energia.

12. BIBLIOGRAFIA
http://eduloureiro.com.br/index_arquivos/mfaula9.pdf
Acessado em 27/10/2014
http://www.ebah.com.br/content/ABAAAepdYAD/trabalho-mecanica-dos-fluidos-perda-cargas-dutos
Acessado em 27/10/2014
https://www.ufpe.br/ldpflu/capitulo8.pdf
Acessado em 26/10/2014