Bruce R. Munson , Donald F. Young , Theodore H. Okiishi
ISBN: 9788521203438
Páginas: 584
Formato: 20,5x25,5 cm
Ano de Publicação: 2004
Peso: 1.213 kg
1 - Introdução
1.1. Algumas Características dos Fluidos
1.2. Dimensões, Homogeneidade Dimensional e Unidades
1.2.1. Sistemas de Unidades
1.3. Análise do Comportamentos dos Fluidos
1.4. Medidas da Massa e do Peso dos Fluidos
1.4.1. Massa Específica
1.4.2. Peso Específico
1.4.3. Densidade
1.5. Lei dos Gases Perfeitos
1.6. Viscosidade
1.7. Compressibilidade dos Fluidos
1.7.1. Módulo de Elasticidade Volumétrico
1 .7.2. Compressão e Expansão de Gases
1.7.3. Velocidade do Som
1.8. Pressão de Vapor
1.9. Tensão Superficial
1.10. Pequena Revisão Histórica
Referências
Problemas
2 - Estática dos Fluidos
2.1. Pressão num Ponto
2.2. Equação Básica do Campo de Pressão
2.3. Distribuição de Pressão num Fluido em Repouso
2.3.1. Fluido Incompressível
2.3.2. Fluido Compressível
2.4. Atmosfera Padrão
2.5. Medições de Pressão
2.6. Manometria
2.6.1. Tubo Piezométrico
2.6.2. Manômetro em U
2.6.3. Manômetro com Tubo Inclinado
2.7. Dispositivos Mecânicos e Elétricos para a Medição da Pressão
2.8. Força Hidrostática Numa Superfície Plana
2.9. Prisma de Pressões
2.10. Força Hidrostática em Superfícies Curvas
2.11. Empuxo, Flutuação e Estabilidade
2.11.1. Princípio de Arquimedes
2.11.2. Estabilidade
2.12. Variação de Pressão num Fluido com Movimento de Corpo Rígido
2.12.1. Movimento Linear
2.12.2. Rotação de Corpo Rígido
Referências
Problemas
3 - Dinâmica dos Fluidos Elementar -Equação de Bernoulli
3.1. Segunda Lei de Newton
3.2. F = ma ao Longo de uma Linha de Corrente
3.3. Aplicação de F = ma na Direção Normal à uma Linha de Corrente
3.4. Interpretarão Física
3.5. Pressão Estática, Dinâmica, de Estagnação e Total
3.6. Exemplos da Aplicação da Equação de Bernoulli
3.6.1. Jatos Livres
3.6.2. Escoamentos Confinados
3.6.3. Medição de Vazão
3.7. A Linha de Energia (ou de Carga Total) e a Linha Piezométrica
3.8. Restrições para a Utilização da Equação de Bernoulli
3.8.1. Efeitos da Compressibilidade
3.8.2. Efeitos Transitórios
3.8.3. Efeitos Rotacionais
3.8.4. Outras Restrições
Problemas
4 - Cinemática dos Fluidos
4.1. O campo de velocidade
4.1.1. Descrições Euleriana e Lagrangeana dos Escoamentos
4.1.2. Escoamentos Uni, Bi e Tridimensionais
4.1.3. Escoamentos em Regime Permanente e Transitório
4.1.4. Linhas de Corrente, Linha de Emissão e Trajetória
4.2. O Campo de Aceleração
4.2.1. A Derivada Material
4.2.2. Efeitos Transitórios
4.2.3. Efeitos Convectivos
4.2.4. Coordenadas da Linha de Corrente
4.3. Sistemas e Volumes de Controle Teorema de Transporte de Reynolds
4.4.1. Derivação do Teorema de Transporte de Reynolds
4.4.2. Interpretação Física
4.4.3. Relação com a Derivada Material
4.4.4. Efeitos em Regime Permanente
4.4.5. Efeitos Transitórios
4.4.6. Volumes de Controle Móveis
4.4.7. Escolha do Volume de Controle
Referências
Problemas
5 - Análise com Volumes de Controle Finitos
5.1. Conservação da Massa - A Equação da Continuidade
5.1.1. Derivação da Equação da Continuidade
5.1.2. Volume de Controle Fixo e Indeformável
5.1.3. Volume de Controle Indeformável e Móvel
5.1.4. Volume de Controle Deformável
5.2. Segunda Lei de Newton - As Equações da Quantidade de Movimento Linear e do Momento da Quantidade de Movimento
5.2.1. Derivação da Equação da Quantidade de Movimento Linear
5.2.2. Aplicação da Equação da Quantidade de Movimento Linear
5.2.3. Derivação da Equação do Momento da Quantidade de Movimento
5.2.4. Aplicação da Equação do Momento da Quantidade de Movimento
5.3. A Primeira Lei da Termodinâmica -A Equação da Energia
5.3.1. Derivação da Equação da Energia
5.3.2. Aplicação da Equação da Energia
5.3.3. Comparação da Equação da Energia com a de Bernoulli
5.3.4. Aplicação da Equação da Energia a Escoamentos Não Uniformes
5.3.5. Combinação das Equações da Energia e de Momento da Quantidade de Movimento
5.4. A Segunda Lei da Termodinâmica - Escoamento Irreversível
5.4.1. Formulação da Equação da Energia para Volumes de Controle Semi - Infinitesimais
5.4.2. Segunda Lei da Termodinâmica para Volumes de Controle Semi- Infinitesimais
5.4.3. Combinação da Primeira com a Segunda Lei da Termodinâmica
5.4.4. Aplicação da Equação da Energia na Forma de Perda
Referências
Problemas
6 - Análise Diferencial dos Escoamentos
6.1. Cinemática dos Elementos Fluidos
6.1.1. Campos de Velocidade e Aceleração
6.1.2. Movimento Linear e Deformação
6.1.3. Movimento Angular Deformação
6.2. Conservação da Massa
6.2.1. Equação da Continuidade na Forma Diferencial
6.2.2. Sistema de Coordenadas Cilíndrico Polar
6.2.3. A Função Corrente
6.3. Conservação da Quantidade de Movimento Linear
6.3.1. Descrição das Forças que Atuam no Elemento Diferencial
6.3.2. Equações do Movimento
6.4. Escoamento Invíscido
6.4.1. As Equações do Movimento de Euler
6.4.2. A Equação de Bernoulli
6.4.3. Escoamento Irrotacional
6.4.4. A Equação de Bernoulli para Escoamento Irrotacional
6.4.5. Potencial de Velocidade
6.5. Escoamentos Potenciais Planos
6.5.1. Escoamento Uniforme
6.5.2. Fonte e Sorvedouro
6.5.3. Vórtice
6.5.4. Dipolo
6.6. Superposição de Escoamentos Potenciais Básicos
6.6.1. Fonte num Escoamento Uniforme
6.6.2. Corpos de Rankine
6.6.3. Escoamento em Torno de um Cilindro
6.7. Outros Aspectos da Análise de Escoamentos Potenciais
6.8. Escoamento Viscoso
6.8.1. Relações entre Tensões e Deformações
6.8.2. As Equações de Navier - Stokes
6.9. Soluções Simples para Escoamentos Incompressíveis e Viscosos
6.9.1. Escoamento Laminar e em Regime Permanente entre Duas Placas Paralelas
6.9.2. Escoamento de Couette
6.9.3. Escoamento Laminar e em Regime Permanente nos Tubos
6.9.4. Escoamento Laminar, Axial e em Regime Permanente num Espaço Anular
6.10. Outros Aspectos da Análise Diferencial
6.10.1. Métodos Numéricos
Referências
Problemas
7 - Semelhança, Análise Dimensional e Modelos
7.1. Análise Dimensional
7.2. Teorema de Buckingham Pi
7.3. Determinação dos Termos PI
7.4. Alguns Comentários sobre a Análise Dimensional
7.4.1. Escolha das Variáveis
7.4.2. Determinação das Dimensões de Referência
7.4.3. Unicidade dos Termos Pi
7.5. Determinação dos termos Pi por inspeção
7.6. Grupos Adimensionais Usuais na Mecânica dos Fluidos
7.7. Correlação de dados experimentais
7.7.1. Problemas com um temo Pi
7.7.2. Problemas com dois ou mais Termos Pi
7.8. Modelos e Semelhança
7.8.1. Teoria dos Modelos
7.8.2. Escalas do Modelo
7.8.3. Aspectos Práticos na Utilização de Modelos
7.9. Estudo de Alguns Modelos Típicos
7.9.1. Escoamento em condutos fechados
7.9.2. Escoamento em Torno de Corpos Imersos
7.9.3. Escoamento com Superfície Livre
7.10. Semelhança Baseada nas Equações Diferenciais
Referências
Problemas
8 - Escoamento Viscoso em Condutos
8.1. Características Gerais dos Escoamentos em Condutos
8.1.1. Escoamento Laminar e Turbulento
8.1.2. Região de Entrada e Escoamento Plenamente Desenvolvido
8.1.3. Tensão de Cisalhamento e Pressão
8.2. Escoamento Laminar Plenamente Desenvolvido
8.2.1. Aplicação de F=ma num Elemento Fluido
8.2.2. Aplicações das Equações de Navier Stokes
8.2.3. Aplicação da Análise Dimensional
8.2.4. Considerações sobre Energia
8.3. Escoamento Turbulento Plenamente Desenvolvido
8.3.1. Transição do Escoamento Laminar para o Turbulento
8.3.2. Tensão de Cisalhamento Turbulenta
8.3.3. Perfil de Velocidade Turbulento
8.3.4. Modelagem da Turbulência
8.3.5. Caos e Turbulência
8.4. Análise Dimensional do Escoamento em Tubos
8.4.1. O Diagrama de Moody
8.4.2. Perdas Localizadas (ou Singulares)
8.4.3. Dutos
8.5. Exemplos de Escoamentos em Condutos
8.5.1. Condutos Simples
8.5.2. Sistemas com Múltiplos Condutos
8.6. Medição da Vazão em Tubos
8.6.1. Medidores de Vazão em Tubos
8.6.2. Medidores Volumétricos
Referências
Problemas
9 - Escoamento Sobre Corpos Imersos
9.1. Características Gerais dos Escoamentos Externos
9.1.1. Arrasto e Sustentação
9.1.2. Características do Escoamento em Torno de Corpos
9.2. Características da Camada Limite
9. 2.1. Estrutura e Espessura da Camada Limite numa Placa Plana
9.2.2. Solução da Camada Limite de Prandtl/Blasius
9.2.3. Equação Integral da Quantidade de Movimento para a Placa Plana
9.2.4. Transição de Escoamento Laminar para Turbulento
9.2.5. Escoamento Turbulento na Camada Limite
9.2.6. Efeitos do Gradiente de Pressão
9.2.7. Equação Integral da Quantidade de Movimento com Gradiente de Pressão Não Nulo
9.3. Arrasto
9. 3.1. Arrasto Devido ao Atrito
9.3.2. Arrasto Devido à Pressão
9.3.3. Dados de Coeficiente de Arrasto e Exemplos
9.4. Sustentação
9.4.1. Distribuição de Pressão superficial
9.4.2. Circulação
Referências
Problemas
A- Tabela para Conversão de Unidades
B- Propriedades Físicas dos Fluidos
C-Atmosfera Americana Padrão
Respostas de Alguns Problemas Pares
Índice
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10 - Escoamentos em Canal Aberto
10.1. Características gerais dos escoamentos em canal aberto
10.2. Ondas superficiais
10.2.1. Velocidade da onda
10.2.2. Efeitos do Número de Froude
10.3. Considerações energéticas
10.3.1. Energia específica
10.3.2. Variação da profundidade uniforme em canais
10.4. Escoamento com profundidade uniforme em canais
10.4.1. Aproximação de escoamento uniforme
10.4.2. As equações de Chezy e Manning
10.4.3. Exemplos de Escoamento com Profundidade Uniforme
10.5. Escoamento com variação gradual
10.5.1. Classificação das formas de superfícies livres
10.5.2. Exemplos de escoamentos com variação gradual
10.6. Escoamento com variação rápida
10.6.1. O ressalto hidráulico
10.5.2. Vertedores com soleira delgada
10.6.3. Vertedores com soleira expressa
10.6.4. Comportas submersas
Referências
Problemas
11- Escoamento Compressível
11.1. Gases perfeitos
11.2. Número de Mach e velocidade do Som
11.3. Tipos de escoamentos compressíveis
11.4. Escoamento isoentrópico de gás perfeito
11.4.1. Efeito da variação da Seção Transversal do Escoamento
11.4.2. Escoamentos em dutos convergente - divergente
11.4.3. Escoamento em dutos com seção transversal constante
11.5. Escoamento não Isoentrópicos de um gás perfeito
11.5.1. Escoamento adiabático e com atrito em dutos com seção transversal constante (escoamento de Fanno)
11.5.2. Escoamento Invíscido e com transferência de calor em dutos com seção transversal constante (escoamento de Rayleigh)
11.5.3. Ondas de choque normais
11.6. Analogia ente escoamentos compressíveis e os em canais abertos
11.7. Escoamento Compressível Bidimensional
Referências
Problemas
12 - Máquinas de Fluxo
12.1. Introdução
12.2. Considerações energéticas
12.3. Considerações básicas sore o momento da quantidade de movimento
12.4. A bomba centrífuga
12.4.1. Considerações teóricas
12.4.2. Características do comportamento das bombas
12.4.3.NPSH
12.4.4. Características do sistema e escolha da bomba
12.5. Parâmetros adimensionais e leis de semelhança
12.5.1. Leis especiais de semelhança para bombas
12.5.2. Rotação epecífica
12.5.3. Rotação específica de sucção
12.6. Bombas de fluxo axial e misto
12.7. Ventiladores
12.8. Turbinas
12.8.1. Turbinas ação
12.8.2. Turbinas de reação
12.9. Máquinas de fluxo com escoamento compressível
12.9.1. Compressor
12.9.2. Turbinas.
Referencias
Problemas
O Fundamentos da Mecânica dos Fluidos é um texto criado especialmente aos cursos iniciais sobre mecânica dos fluidos. A quarta edição é fruto dos resultados obtidos com a utilização das edições anteriores deste livro em muitos cursos introdutórios à mecânica dos fluidos e das sugestões de vários revisores, colegas e alunos.
Uma grande mudança nesta edição está associada ao material de apoio do livro. Nós agrupamos oitenta trechos de vídeo que ilustram vários aspectos importantes da mecânica dos fluidos e os disponibilizamos para download.
Um de nossos objetivos é apresentar a mecânica dos fluidos como realmente ela é - uma disciplina muito útil e empolgante. Considerando este aspecto, nós incluímos muitas análises de problemas cotidianos que envolvem escoamentos.
Nesta edição nós apresentamos a análise detalhada de 165 exemplos e também introduzimos um conjunto de problemas novos em cada um dos capítulos.
Este texto é introdutório. Assim, nossa apresentação visa proporcionar um desenvolvimento gradual do conhecimento do aluno e de sua capacidade de resolver problemas. Primeiramente, cada conceito importante, ou noção, é formulado em termos simples e é aplicado a circunstâncias fáceis de entender. Os aspectos complexos só são analisados após a apresentação inicial do material.
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