Mecânica Dos Fluídos - Etapa 3 E 4

ETAPA 3

Passo 1:

Para traduzir à um fluído o princípio de conservação de energia, conservar e aproveitar a energia gerada, utiliza-se o Princípio de Bernoulli, que determina que um fluído, sem viscosidade e atrito, em circulação em um ponto fechado, possui energia constante ao longo do percurso. Há três tipos de energia que um fluído possui em qualquer momento, sendo Cinético (energia devido à velocidade do fluído), Potencial Gravitacional (energia devido à altitude do fluído), e Energia de Fluxo (devido à pressão do fluído).

A seguinte equação conhecida como "Equação de Bernoulli” consta destes mesmos termos.

onde:

• = velocidade do fluido na seção considerada.

• = aceleração gravitacional

• = altura na direção da gravidade desde uma cota de referência.

• = pressão ao longo da linha de corrente.

• = densidade do fluido.

Um exemplo de aplicação do princípio é encontrado no fluxo de água em tubulação.

O Princípio de Bernoulli é aplicado em diversas ocasiões, como por exemplo, em questões que dizem respeito a:

Líquidos Perfeitos (compressibilidade e viscosidade nula): aplicado ao escoamento variável, e escoamento permanente as forças de inércia.

Fluídos Reais: Aplicas a equação em questão, buscando a conservação de energia, evitando perdas.

Há também outros tipos de aplicações, como Airsoft (As réplicas usadas neste brinquedo podem incluir um sistema chamado HopUp que provoca que a bola seja projetada realizando um efeito circular, o que aumenta o alcance efetivo da réplica. Este efeito é conhecido como efeito Magnus, a rotação da bola provoca que a velocidade do fluxo por cima dela seja maior que por baixo, e com ele a aparição de uma diferença de pressões que cria a força sustentadora, que faz com que a bola demore mais tempo em cair.), Chaminés (As chaminés são altas para aproveitar que a velocidade do vento é mais constante e elevada a maiores alturas. Quanto mais rapidamente sopra o vento sobre a boca de uma chaminé, mais baixa é a pressão e maior é a diferença de pressão entre a base e a boca da chaminé, consequentemente, os gases de combustão são melhor extraídos.), Tubulações (A equação de Bernoulli e a equação de continuidade também nos diz que se reduzimos a área transversal de uma tubulação para que aumente a velocidade do fluido que passa por ela, se reduzirá a pressão.), Natação (A aplicação dentro deste esporte se vê refletida diretamente quando as mãos do nadador cortam a água gerando uma menor pressão e maior propulsão.), Sustentação de aviões (O efeito Bernoulli é também em parte a origem da sustentação dos aviões. Graças à forma e orientação dos perfis aerodinâmicos, a asa é curva em sua face superior e está angulada em relação às linhas de corrente incidentes. Por isto, as linhas de corrente acima da asa estão mais juntas que abaixo, pelo que a velocidade do ar é maior e a pressão é menor acima da asa; ao ser maior a pressão abaixo da asa, se gera uma força resultante (líquida) acima chamada sustentação.), Movimento de uma bola com efeito (Se lançamos uma bola com efeito, ou seja, girando sobre si mesmo, se desvia para um lado. Também pelo conhecido efeito Magnus, típico é a bola chutada por um futebolista. Quando o jogador mete o dorso do pé por baixo da bola causando-lhe um efeito rotatório de forma que este traça uma trajetória parabólica. É o que se denomina em futebol no Brasil "folha seca"), Carburador de automóvel (Em um carburador de automóvel, a pressão do ar que passa através do corpo do carburador, diminui quando passa por um estrangulamento. Ao diminuir a pressão, a gasolina flui, se vaporiza e se mistura com a corrente de ar.), Fluxo de fluido a partir de um tanque, Dispositivo de Venturi (Em oxigenoterapia, a maior parte dos sistemas de subministração de débito alto utilizam dispositivos de tipo Venturi, os quais estão baseado no princípio de Bernoulli.).

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Passo 2:

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