Conceitos Fundamentais da Cinemática dos Fluídos

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Princípio da Conservação da Massa: a 
massa de um sistema deve ser 
conservada (permanecer constante). 
 
Equação da continuidade; 
 
Princípio da Quantidade de 
Movimento: a força resultante agindo 
sobre um sistema é igual à taxa com a 
qual a quantidade de movimento do 
sistema está mudando (segunda lei de 
Newton). 
 
Equação da quantidade de 
movimento; 
Princípio da Energia Cinética: a taxa 
de transmissão de calor para um 
sistema menos a taxa com a qual o 
sistema realiza trabalho é igual à taxa 
pela qual a energia do sistema está 
variando. 
Princípio da conservação de energia: a 
energia não pode ser criada nem 
destruída, mas apenas transformada; 
Tipos de energias mecânicas associadas 
a um fluido: 
• Energia potencial; 
• Energia cinética; 
• Energia de pressão; 
• Energia total. 
• Energia potencial (Ep) 
 
 
Energia do sistema devido a posição no 
campo de gravidade em relação a um 
plano horizontal de referência (PHR); 
Medida pelo potencial de realização de 
trabalho do sistema. 
 
• Energia cinética (Ec) 
Energia determinada pelo movimento 
do fluido. 
 
• Energia de pressão (Epr) 
Energia correspondente ao trabalho 
potencial das forças de pressão que 
atuam no escoamento do fluido. 
 
• Energia mecânica total do fluido (E) 
 
• Energia Mecânica Total em uma 
Seção do Escoamento Unidirecional, 
Incompressível em Regime Permanente 
(Ei) 
A energia total representa a 
somatória da energia cinética, energia 
potencial de posição e energia 
potencial de pressão. 
 
Pela condição do escoamento se dar 
em regime permanente podemos 
afirmar que, tanto a massa (m), como 
o peso (G) do fluido, que atravessa uma 
dada seção do escoamento, é 
constante ao longo do mesmo. Por este 
motivo, é comum considerar a energia, 
ou por unidade de massa, ou por 
unidade de peso do fluido, além disto, 
esta consideração origina uma 
unidade facilmente visualizada. 
Define-se carga como sendo a relação 
da energia pelo peso do fluido, portanto 
a carga total em uma seção i (Hi). 
 
A equação de Bernoulli é um caso 
particular da equação da energia 
aplicada ao escoamento, onde adota-
se as seguintes hipóteses: 
1. Escoamento em regime 
permanente; 
2. Escoamento incompressível; 
3. Escoamento de um fluido 
considerado ideal, ou seja, 
aquele onde a viscosidade é 
considerada nula, ou aquele que 
não apresenta dissipação de 
energia ao longo do 
escoamento; 
4. Escoamento apresentando 
distribuição uniforme das 
propriedades nas seções; 
5. Escoamento sem presença de 
máquina hidráulica, ou seja, sem 
a presença de um dispositivo que 
forneça, ou retira energia do 
fluido; 
6. Escoamento sem troca de calor. 
 
 
Carga total (H): Energia total por 
unidade de peso em uma seção: 
 
Se, entre duas seções do 
escoamento, o fluido for 
incompressível, sem atritos, o for 
regime permanente, não houver 
máquina nem trocas de calor, 
então as cargas totais se 
manterão constantes em qualquer 
seção, não havendo nem ganhos 
nem perdas de carga. 
Hipóteses simplificadoras para o uso 
da Equação de Bernoulli 
• Regime permanente 
• sem máquina no trecho do 
escoamento em estudo 
• sem perdas por atrito 
• Propriedades uniformes na seção 
• Fluido incompressível 
• sem trocas de calor 
Máquina: dispositivo introduzido no 
escoamento que fornece ou retira 
energia dele, na forma de trabalho 
• Bomba: Fornece energia ao fluido 
• Turbina: Retira energia do fluido 
 
Na presença de uma máquina: 
 
Potência do fluido: rapidez com que o 
fluido fornece (turbina) ou recebe 
(bomba) energia da máquina. 
A equação da potência para um fluído 
será: 
 
 
Rendimento de uma bomba: Relação 
entre a potência recebida pelo fluido e 
a fornecida pela bomba: 
 
Potência de uma bomba: 
 
 
 
Rendimento de uma turbina: relação 
entre a potência recebida pela turbina 
e a cedida pelo fluido: 
 
• Potência de uma turbina: 
 
 
Serão considerados os atritos internos 
no escoamento do fluido.