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1. Propriedades Dos Fluidos

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MECNICA DOS FLUIDOSProfa: Adriana Elaine da Costa1. INTRODUO, DEFINIO E PROPRIEDADES DOS FLUIDOS(BRUNETTI, 2 ed., Cap. 1)TENSO DE CISALHAMENTO LEI DE NEWTON DA VISCOSIDADEExperincia comfluidos entre placas:vy Yt0= 0Fluido em repousoPlaca superior: mvelPlaca inferior: fixaY = distncia entre as placasv = velocidadevy YFtt2 > t1Regime permanenteFt = fora tangencial e constante aplicada ao fluidovy YFtt1 > t0Regime transientev (y,t)v (y)AFt= t Yvtot = Tenso de cisalhamentodydvto constantedydv =tFormas de se expressar a lei de Newton da viscosidadeVISCOSIDADE ABSOLUTA OU DINMICAConstante de proporcionalidade: viscosidade dinmica ou simplesmente viscosidadeLogo, a lei de Newton fica:dydv = t Lei de Newton da viscosidade A viscosidade propriedade de cada fluido edas suas condies, principalmente da ... Influncia da temperatura sobre a viscosidadede gases e lquidos: Significado do sinal negativo: A viscosidade uma propriedade observvelemfluidos emrepouso? Unidades da viscosidade dinmica:SIMPLIFICAO PRTICA DA LEI DE NEWTON DA VISCOSIDADESe a distncia c entre as placas for muito pequena:Para o caso emque o perfil de velocidades podeser considerado linear:c = t 0v Simplificao prtica da Lei de Newton da viscosidadeExemplo 1:Um pisto de peso G =4 N cai dentro de um cilindro com umavelocidade constante de 2 m/s. o dimetro do cilindro 10,1 cmeo do pisto 10,0 cm. Determinar a viscosidade do lubrificantecolocado na folga entre o pisto e o cilindro:a) Considerando o diagrama de velocidades linear.b) Sem fazer tal simplificao.c) Calcule o erro em se considerar o diagrama de velocidadeslinear.(a) (b)MASSA ESPECFICA ()Vm= m = massaV = volumeUnidades:PESO ESPECFICO ()VG= G = pesoV = volumeUnidades:PESO ESPECFICO RELATIVO PARA LQUIDOS (r)O Hr2 = = peso especfico do fluidoH2O = peso especfico da gua em condies padroUnidades:VISCOSIDADE CINEMTICA ()= vUnidades:Exemplo 2:Numtear, o fio esticado passando por uma fieirae enrolado num tambor com velocidadeconstante, como mostra o slide a seguir. Na fieira,o fio lubrificado e tingido por uma substncia. Amxima fora que pode ser aplicada ao fio 1N,pois, ultrapassando-a, ele rompe. Sendo odimetro do fio 0,5 mme o dimetro da fieira 0,6mm, e sendo a rotao do tambor 30 rpm, qual amxima viscosidade do lubrificante e qual omomento necessrio no eixo do tambor? (Lembrarque e =2tn).(Livro: Mecnica dos Fluidos. Autor: Franco Brunetti. Exerccio 1.7, p. 12e 13)Fmx=1N e =2tn =30 rpmDeterminar: Mxima viscosidade do lubrificante; Momento necessrio no eixo do tambor. Exemplo 3:Assumindo o diagrama de velocidades indicado nafigura, no qual a parbola tem seu vrtice a10 cmdo fundo, calcular o gradiente de velocidade e atenso de cisalhamento para y=0; y=5 e y=10 cm.Adotar =400 cP.v = 2,5 m/s 10 cmFLUIDO IDEAL Aquele que tem viscosidade nula.Portanto, escoa sem perdas de energia poratrito.FLUIDO OU ESCOAMENTO INCOMPRESSVELV no varia com P.Consequentemente, no varia comP.P = pressoEQUAO DE ESTADO DOS GASES Processo isotrmico: Processo isobrico: Processo isocrico:T R P =R = constante do gsconstanteP P2211 ==constante T T 2 2 1 1 = = constanteTPTP2211 = =Exemplo 4:Numa tubulao escoa hidrognio (R = 4122 m2/(s2 K)).Numa seo 1, P1=3x105 N/m2 e T1 =30C. Ao longo datubulao, a temperatura mantm-se constante. Qual amassa especfica numa seo 2, emque P2=1,5x105N/m2?