Mecânica dos Fluidos- Diferencia sólido X Fluido
Estados Físicos da Matéria
“Qualquer substância pode apresentar-se sob qualquer dos três estados físicos fundamentais, dependendo das condições ambientais em que se encontrarem”
Quais as diferenças fundamentais entre
fluido e sólido?
Sólido é duro e muito pouco deformável
Passando para uma linguagem científica:
A diferença fundamental entre sólido e fluido está relacionada com a estrutura molecular:
Sólido: as moléculas sofrem forte força de atração (estão muito próximas umas das outras) e é isto que garante que o sólido tem um formato próprio;
Fluido: apresenta as moléculas com um certo grau de liberdade de movimento (força de atração pequena) e não apresentam um formato próprio.
Fluidos:Líquidos e Gases
Apresentam um volume próprio (constante);
Podem apresentar uma superfície livre;
Gases e vapores:
-apresentam forças de atração intermoleculares desprezíveis;
não apresentam nem um formato próprio e nem um volume próprio;
ocupam todo o volume do recipiente que os contém.
Fluidos:Líquidos e Gases
Fluidos
De uma maneira geral, o fluido é caracterizado pela relativa mobilidade de suas moléculas que, além de apresentarem os movimentos de rotação e vibração, possuem movimento de translação e portanto não apresentam uma posição média fixa no corpo do fluido.
Fluidos x Sólidos
A principal distinção entre sólido e fluido, é pelo comportamento que apresentam em face às forças externas.
Por exemplo, se uma força de compressão fosse usada para distinguir um sólido de um fluido,
este último seria inicialmente comprimido, e a partir de um certo ponto ele se comportaria
exatamente como se fosse um sólido, isto é, seria incompressível.
Fatores importantes na diferenciação entre sólido e fluido
O fluido não resiste a esforços tangenciais por menores que estes sejam, o que implica que se deformam continuamente.
F
Já os sólidos, ao serem solicitados por esforços, podem resistir, deformar-se e ou até mesmo cisalhar.
Fatores importantes na diferenciação entre sólido e fluido
Escoamento de um fluido em uma tubulação
a – Escoamento Real ou Viscoso
b – Escoamento Uniforme (ideal)
Massa específica ou densidade absoluta-
- É a razão entre a massa do fluido e o volume que contém essa massa (pode ser denominada de densidade absoluta)
Sistema SI............................Kg/m3
Fluido
(Kg/m3)
1000
1022 a 1030
1,29
1,22
Mercúrio
Capítulo I - Introdução
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
W
Propriedades dos fluidos
Volume Específico - Vs
Vs= 1/ =V/m
- É definido como o volume ocupado pela unidade de massa de uma substância, ou seja, é o inverso da massa específica
Sistema SI............................m3/Kg
Propriedades dos fluidos
Densidade Relativa – δ
É a relação entre a massa específica de uma substância e a de outra tomada como referência
δ =
o
Propriedades dos fluidos
Densidade Relativa – δ
Para os gases a referência é o ar atmosférico a 0oC
Sistema SI................. ρ0 = 1,29 kg/m3
Para os líquidos a referência adotada é a água a 4oC
Sistema SI.....................ρ0 = 1000kg/m3
Propriedades dos fluidos
Propriedades dos fluidos
Mantidos constantes as demais grandezas (pressão e temperatura), a experiência demonstrou que:
Lei da Viscosidade de Newton
Tensões de Cisalhamento sobre uma partícula fluida
Tensões de Cisalhamento sobre uma partícula fluida
Propriedade dos fluidos
Propriedades dos fluidos
Fluidos newtonianos e não-newtonianos
Os fluidos newtonianos são aqueles em que a viscosidade não varia com a força aplicada
Viscosidade: m
Fluidos newtonianos e não-newtonianos
Os fluidos newtonianos são aqueles em que a viscosidade não varia com a força aplicada
Propriedades dos fluidos
O líquido molha a parede sólida.
Lagarto Jesus Cristo!!!
http://youtu.be/45yabrnryXk
Capilaridade
Fenômeno associado à tensão superficial referente a subida ou descida de um líquido em um tubo capilar.
Capilaridade em paredes de subsolo (umidade do ambiente)
Umidade em elementos estruturais (fundação, pilares)
Capilaridade
θ
2R
Pressão
É a razão entre uma força e a área sobre a qual esta força atua.
Outras unidades importantes: bar, atm, kgf/cm2, mmHg, mca, psi
Escalas de pressão: absoluta ou relativa
Pressão absoluta: Escala de medida de pressões na qual o zero é atingido quando um vácuo ideal é conseguido.
Pressão manométrica ou relativa: Escala de medida de pressão relativa à pressão atmosférica local.
Pressão absoluta ou efetiva: é a pressão total existente num ponto de um sistema. Corresponde à força que as moléculas de um fluido exercem numa unidade de área.
Pressão barométrica ou atmosférica: é a pressão atmosférica local, ou seja, a pressão que a camada atmosférica exerce em uma certa localidade.
Pressão atmosférica padrão: é a pressão atmosférica ao nível do mar. Então, Patm = 101325 Pa = 14,6959 psi = 1,03323 kgf/cm² = 1,01325 bar = 1 atm = 760 mmHg = 10,33226 mca.
Pressão manométrica ou relativa ou Gage pressure: é a diferença entre a pressão de um fluido e a pressão atmosférica local, corresponde à pressão que um fluido exerce nas paredes de um vaso.
Escalas de pressão:
Zero para a pressão
Lei dos gases Perfeitos
Sob certas condições, a massa específica de um gás está relacionada com a pressão e a temperatura através da seguinte expressão:
onde p é a pressão absoluta, ρ é a densidade específica, T é a temperatura absoluta e R é a constante do gás
Propriedade dos fluidos