Mecanicas Fluidos

DESAFIO

João Paulo e sua família saíram de viagem em uma caminhonete, de sua casa, na cidade de São Paulo, em direção à praia na cidade de Santos. Durante a viagem, João, em virtude dos barulhos de seus filhos Lucas (7 anos) e Matheus (14 anos), não percebeu que a sinalização do sensor de seu tanque de gasolina mostrava que o combustível estava terminando, e só notou o ocorrido quando o carro “gastão” (consome 1 litro de gasolina a cada 8 km rodados) apresentou problemas, e não havia qualquer posto de combustível por perto; portanto, João Paulo não poderia prosseguir sua viagem.

Um grupo de jovens que passava pelo local, com um carro, resolveu parar e fornecer um pouco de combustível para que João conseguisse chegar ao posto mais próximo. Esse grupo possuía um tanque quase cheio de gasolina, que, quando completo, chega a 60 litros.

O grupo teve a ideia de utilizar uma mangueira (que João Paulo possuía em seu porta- malas para lavar o carro) e criar um sistema de bombeamento do carro para uma garrafa

PET, e, assim, fornecer a quantidade necessária para que João Paulo conseguisse chegar até o próximo posto de combustível, localizado a 24 km do local.

Objetivo do Desafio

Na vida profissional de um engenheiro, algumas das variáveis de controle mais importantes num processo produtivo de uma empresa a serem controladas são: o nível de fluidos, sua vazão, viscosidade, pressões etc, ou seja, o estudo de fenômenos de transporte. Todas as empresas, em algum momento de seu processo, envolverão uma dessas variáveis, seja na produção diretamente ou na sua infraestrutura.

Passo 1 (Equipe)

Pesquisar em livros da área as numerosas aplicações da mecânica dos fluidos num automóvel, combustível. Principalmente quanto aos componentes associados ao transporte de combustível.

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.

Os fluidos respeitam a conservação de massa, quantidade de movimento ou momentum linear e momentum angular, de energia, e de entropia. A conservação de quantidade de movimento é expressa pelas equações de Navier Stokes. Estas equações são deduzidas a partir de um balanço de forças/quantidade de movimento a um volume infinitesimal de fluido, também denominado de elemento representativo de volume.

Atualmente, o estudo, análise e compreensão da fenomenologia da maior parte dos problemas em dinâmica de fluidos e em transferência de calor, como macro-áreas que compõem a dinâmica de fluidos, são desenvolvidos através da Modelagem Computacional. Nesta, um modelo matemático é desenvolvido, com base na fenomenologia do problema considerado. A partir deste modelo, geralmente um sistema de equações diferenciais parciais ou equações diferenciais ordinárias, é desenvolvido um modelo computacional ou utilizado um código computacional comercial, para a execução de simulações numéricas, em fluidodinâmica computacional, obtendo-se assim projeções temporais da solução do problema. Esta solução é condicionado pelas condições iniciais e condições de contorno do problema, que estabelecem as condições de evolução deste no tempo e no espaço.

A Teoria do Contínuo fundamenta a conceituação teórica que justifica a maior parte das análise em CFD. O fluido, um meio contínuo, é discretizado com base no modelo das partículas fluidas. Esta abstração