Hidráulica e Hidrologia Aplicada

INSTITUTO DE CIÊNCIA E TECNOLÓGIA

Universidade Paulista – UNIP

Engenharia Civil

Número de Froude



Universidade Paulista - UNIP

Nome: Felipe Rosas

RA: C30GDH-6

Turma: EC5P30

Giovana Ribeiro de Jesus

C08ABE-9

EC6P30

Professor: Suélio Áraujo

Disciplina: Hidráulica e Hidrologia Aplicada



1. Introdução

William Froude foi um inventor, matemático, engenheiro hidráulico e naval, arquiteto famoso inventado entre outras coisas, um tipo de prensa hidráulica e investigar com grande sucesso relacionado com problemas de navegação, sendo o primeiro para estabelecer leis viáveis ​​sobre a resistência a água tem que o progresso dos navios, e calcular a sua estabilidade.

Nasceu em Dartington (Devon, Inglaterra) em 28 de novembro de 1810. Ele era o irmão de James Anthony Froude, historiador e Hurrell Froude, escritor e sacerdote. William se casou com Catherine Elizabeth Holdsworth Henrietta, filha do governador de Dartmouth, magnate comercial e membro do Parlamento Arthur Howe Holdsworth. Estudou na Universidade de Oxford, onde se graduou em matemática em 1832.

Começou a trabalhar como topógrafo para a estrada de ferro no sudeste da Inglaterra. Em 1837 ele foi acusado com a construção de um troço de estrada de ferro de Bristol para Exeter; desenvolveu um método empírico para traçar curvas de transição. Estas curvas permitem um aumento gradual da curvatura dos carris a partir de uma secção reta de uma circular, de modo que a variação na força centrífuga sofridos pelos passageiros também é gradual.

Em 1868, ele escreveu um livro de memórias intitulado "Experimentos sobre a resistência dos navios", que foi aprovado pelo almirantado britânico, que passou 2000 libras para a construção de um canal em Torquay, SW Inglaterra. O canal foi de 85 m de comprimento, 10,97 m de largura e 2,74 m de profundidade, e tinha um carrinho de madeira conduzido por um cabo e um aparelho de barbear de vapor e fornecida com uma balança de mola, os modelos sendo rebocado velocidades 30 e 305 m.



2. Desenvolvimento

Numero de Froude

Número de Froude é dado pela equação:

Quando Fr < 1, teremos um regime subcrítico, que a profundidade y é relativamente grande, de modo que a velocidade V é pequena. Se Fr > 1, estaremos em um regime supercrítico, a profundidade y é relativamente pequena, de modo que a velocidade V é grande. Caso Fr = 1 será um regime crítico.

O número de Froude é um adimensional de extrema importância na hidráulica, aparece em equações que descrevem fluxos em que efeitos de superfícies livres são relevantes; por exemplo, ao estudar-se a formação de ondas na superfície de um fluxo. Neste caso, o comprimento de referência Y é a profundidade do fluido no canal. Estudos de resistência hidrodinâmica de barcos também utilizam o número de Froude; nestes casos, o comprimento de referência é o comprimento do barco na linha d'água.

Representando a razão entre as forças inerciais e gravitacionais que atuam no escoamento. Assim, se houver uma preponderância das forças gravitacionais, tem-se que o denominador é maior que o numerador da equação.

Tipos de escoamento

A interpretação cinética do número de Froude pode ser efetuada através da comparação da velocidade de escoamento com a velocidade de propagação das ondas gravitacionais (perturbações superficiais). Com efeito, a velocidade de propagação dessas ondas, denominada Celeridade, é dada pela seguinte equação: