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SEJA MEMBRO e acesse o curso exclusivo MECÂNICA DOS FLUIDOS: / @engenhariaecia ___________ Ajude a Vila Vicentina de Itajubá, a 100 anos cuidados de idosos na cidade de Itajubá-MG https://www.vilavicentina.com.br/ Chave PIX CNPJ: 21.041.405/0001-48 Vila São Vicente de Paulo de Itajubá ___________ Inscreva-se na What'sNews da Engenharia e Cia e receba avisos sobres nossas postagens, vídeos e convites. Acesse https://www.engenhariaecia.eng.br/new... ou chame direto no WHATS 11 96552 4885 https://hotm.art/whatsnews ___________ CONTATO: --- email: contato@engenhariaecia.eng.br --- Whats: 11 95696 7808 _________ Conheça nossos cursos: https://www.engenhariaecia.eng.br/cursos ________ TEMA DA AULA: INTRODUÇÃO AO CÁLCULO DE PERDA DE CARGA NA MECÂNICA DOS FLUIDOS Nesta aula, iniciamos o estudo de um tema fundamental em mecânica dos fluidos: o cálculo de perda de carga. Trata-se de um conteúdo que, apesar de parecer complexo à primeira vista, torna-se bastante simples quando seus fundamentos são bem compreendidos. Esta é a primeira de uma série de quatro aulas dedicadas ao tema. A perda de carga refere-se à perda de energia do fluido durante o escoamento em condutos devido ao atrito com as paredes e outros fatores. Para entendê-la, utilizamos a equação da energia, também conhecida como equação de Bernoulli expandida. Nela, a energia total do sistema é composta por três formas principais: Energia cinética, relacionada à velocidade do fluido. Energia potencial, relacionada à posição vertical em relação ao plano de referência (PHR). Energia de pressão, que representa a força por unidade de área exercida sobre o fluido. Quando há uma bomba no sistema, essa fornece energia ao fluido, elevando sua carga; no caso de uma turbina, há extração de energia. A perda de carga (hₚ) aparece como um termo de dissipação entre dois pontos de escoamento, refletindo as resistências que o fluido encontra no trajeto. Conduto é qualquer estrutura sólida destinada a conduzir fluido. Pode ter diferentes formas: tubos de seção circular, canais abertos, dutos retangulares, etc. A classificação dos condutos pode ser: Conduto forçado: totalmente preenchido pelo fluido, gerando pressão interna. Conduto livre: parcialmente preenchido, como canais com superfície exposta ao ar. A partir dessa classificação, introduzimos dois conceitos essenciais: Raio hidráulico (Rₕ) Definido como: Rₕ = A / Pₘ Onde: – A = área da seção transversal do escoamento – Pₘ = perímetro molhado (parte da superfície do conduto em contato com o fluido) Diâmetro hidráulico (Dₕ) Definido como: Dₕ = 4·Rₕ = 4·(A / Pₘ) Estes conceitos são indispensáveis para cálculos como o do número de Reynolds, fator de atrito, entre outros. Vejamos alguns exemplos práticos: Para um conduto circular forçado, temos: A = π·D² / 4 Pₘ = π·D Rₕ = D / 4 Dₕ = D → o diâmetro hidráulico é o próprio diâmetro da tubulação. Para um conduto quadrado forçado com lado a: A = a² Pₘ = 4a Rₕ = a / 4 Dₕ = a Para um conduto retangular com lados a e b: A = a·b Pₘ = 2(a + b) Rₕ = a·b / [2(a + b)] Dₕ = 4·a·b / (a + b) Para um conduto livre (como um canal) com largura a e altura b: A = a·b Pₘ = a + 2b Rₕ = a·b / (a + 2b) Dₕ = 4·a·b / (a + 2b) Esses cálculos são importantes pois o atrito, que causa a perda de carga, só ocorre nas superfícies em contato com o fluido — daí a importância do perímetro molhado. A compreensão desses conceitos é essencial para quem trabalha com dimensionamento de sistemas hidráulicos, como instalações de bombeamento. Com os valores da perda de carga, é possível definir corretamente a bomba ou turbina que será utilizada no sistema, além de calcular as pressões e vazões com precisão.