Aula 11 - Fluidos

7/31/2019 Aula 11 - Fluidos

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Professor: Ednaldo de SantanaCurso: Construção Naval

FLUIDOS



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• Mecânica dos Fluidos: Ciência que trata docomportamento dos fluidos em repouso e em movimento.Estuda o transporte de quantidade de movimento nosfluidos.

• Exemplos de aplicações:

– O estudo do comportamento de um furacão;

– O fluxo de água através de um canal; – As ondas de pressão produzidas na explosão de umabomba;

– As características aerodinâmicas de um avião ;



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Por que estudar Mecânica dos Fluidos?O projeto de todos os meios de transporte requer aaplicação dos princípios de Mecânica dos Fluidos.Exemplos:

– Pistas inclinadas e verticais para decolagem – Cascos de barcos e navios

– Projetos de submarinos e automóveis

– Sistemas de propulsão para vôos espaciais;

– Projeto de todos os tipos de máquinas de fluxoincluindo bombas, separadores, compressores eturbinas;

– Lubrificação;



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Quais as diferenças fundamentais entrefluido e sólido?

• Fluido é mole e

deformável

• Sólido é duro e muitopouco deformável



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Passando para uma linguagem científica:

• A diferença fundamental entre sólido e fluido estárelacionada com a estrutura molecular:

– Sólido: as moléculas sofrem forte força de atração(estão muito próximas umas das outras) e é isto quegarante que o sólido tem um formato próprio;

– Fluido: apresenta as moléculas com um certo grau deliberdade de movimento (força de atração pequena) enão apresentam um formato próprio.



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Fluidos:Líquidos e Gases

Líquidos:

- Assumem a forma dos recipientes que os contém;- Apresentam um volume próprio (constante);- Podem apresentar uma superfície livre;



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Gases e vapores:

- Apresentam forças de atração intermolecularesdesprezíveis;

- Não apresentam nem um formato próprio e nem umvolume próprio;- Ocupam todo o volume do recipiente que os contém.



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Fluidos x Sólidos A principal distinção entre sólido e fluido, é pelocomportamento que apresentam em face às forçasexternas.

Por exemplo, se uma forçade compressão fosse usadapara distinguir um sólido deum fluido, este último seriainicialmente comprimido, e a

partir de um certo ponto elese comportaria exatamentecomo se fosse um sólido,isto é, seria incompressível.



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Propriedades dos Fluidos

Algumas propriedades são fundamentais para a análisede um fluido e representam a base para o estudo damecânica dos fluidos, essas propriedades sãoespecíficas para cada tipo de substância avaliada e sãomuito importantes para uma correta avaliação dosproblemas comumente encontrados na indústria. Dentre

essas propriedades podem-se citar: a massa específica,o peso específico e o peso específico relativo.



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Propriedades dos fluidos

•Massa específica -

- É a razão entre a massa do fluido e o volume que contémessa massa (pode ser denominada de densidade absoluta)

Sistema SI............................Kg/m3

V

m

volume

massa



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• Peso específico -

- É a razão entre o peso de um dado fluido e o volume que o

contém;- O peso específico de uma substância é o seu peso por unidade de volume;

Sistema SI............................N/m3

V P

volume peso



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• Relação entre peso específico e massaespecífica

gV

gm

V

P



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• Volume Específico - Vs

Vs= 1/ =V/m- É definido como o volume ocupado pela unidadede massa de uma substância, ou seja, é o inverso

da massa específica

Sistema SI............................m3/Kg



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O teorema de Stevin também é conhecido por teoremafundamental da hidrostática e sua definição é de grandeimportância para a determinação da pressão atuante emqualquer ponto de uma coluna de líquido.

O teorema de Stevin diz que “A diferença de pressãoentre dois pontos de um fluido em repouso é igual aoproduto do peso específico do fluido pela diferença decota entre os dois pontos avaliados”, matematicamente

essa relação pode ser escrita do seguinte modo:



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Exercício

Um reservatório aberto em sua superfície possui 8m

de profundidade e contém água, determine a pressãohidrostática no fundo do mesmo.

Dados: H2O = 10000N/m³, g = 10m/s².

P = × g × h P = × h

P =10000 ×8

P = 80000 Pa



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ExercícioSabendo-se que 1500kg de massa de uma determinadasubstância ocupa um volume de 2m³, determine a massaespecífica, o peso específico e o peso específico relativo

dessa substância.Dados: H2O = 10000N/m³, g = 10m/s².



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Um reservatório cilíndrico possui diâmetro de base igual a2m e altura de 4m, sabendo-se que o mesmo estátotalmente preenchido com gasolina, determine a massade gasolina presente no reservatório.



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Na figura apresentada a seguir, os êmbolos A e B possuem áreas de 80cm² e 20cm² respectivamente. Despreze os pesos dos êmbolos econsidere o sistema em equilíbrio estático. Sabendo-se que a massa do corpo colocado em A é igual a 100kg, determine a massa do corpo colocado em B.



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Resolução:

a) Encontrar o Peso. P = mg

b) Determinar o valor do Empuxo. E = dáguaVobjetog

c) Achar o Peso aparente.Paparente = P – E = 100 – 20 = 80N

d) Determinar se o corpo afundará ou não.



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