Aula 7 mec flu

Aula 7

Propriedades dos

fluidos (cont. cap 2).

FAACZ FACULDADES INTEGRADAS DE ARACRUZ

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECNICA

Disciplina: Mecnica dos Fluidos

Professor: Harerton Dourado 2015/01

SUMRIO

1) Fluidos no newtonianos

2) Tenso superficial

3) Classificao dos movimentos dos

fluidos

Fluidos no newtonianos

So fluidos para os quais a lei de newton da viscosidade no

se aplica!

So chamados de fluidos no lineares

yx

du

dy

k = ndice de consistncia;

n = ndice de comportamento;

= viscosidade aparente


A maioria dos fluidos biolgicos;

Algumas tintas;

Pasta de dente;

Etc.


Pseudoplsticos: n < 1, tornam-se

mais finos quando sujeitos

tenses cisalhantes;

Ex: a maioria dos fluidos no

newtonianos solues de polmeros,

suspenses coloidais, polpa de papel

em gua, tintas a base de ltex, polpa

de fruta.


Dilatante: n > 1, tornam-se mais

grosso quando sujeitos tenses

cisalhantes;

Ex: areia mida, soluo de amido.


Plsticos de Bingham (ou plstico

ideal): fluidos que se comportam

como slido at uma tenso limtrofe

e, ento passam a se comportar

como fluido newtoniano.

Ex: suspenso de argila, lama de

perfurao, lama de esgoto, chocolate,

pasta de dente.

yx y

du

dy


A viscosidade aparente tambm pode

depender do tempo.

Fluidos tixotrpicos: sob uma tenso

de cisalhamento constante,

apresentam um decrscimo da

viscosidade aparente (ficam mais

finos com o tempo;

Ex: muitas tintas, mel (dependendo das

condies), ketchup, gel para cabelo.


A viscosidade aparente tambm pode

depender do tempo.

Fluidos reopticos: sob uma tenso de

cisalhamento constante, apresentam um

aumento da viscosidade aparente (ficam

mais grossos com o tempo;

ex: alguns lubrificantes, maionese.


Fluidos viscoelsticos: retomam

parcialmente sua forma original aps

cessar a tenso; ex: sangue.

Reologia a cincia que estuda a

deformao e o fluxo de matria.

Tenso superficial

Surgimento de uma interface agindo

como membrana tensionada na

superfcie de contato entre um fluido e

um slido ou entre dois fluidos.

Caractersticas:

ngulo de contato ();

Mdulo da tenso superficial ( [FL-1]).

Tenso superficial

Tenso superficial

A tenso superficial vai depender:

Tipo de lquido;

Tipo de superfcie (slida, outro

lquido ou gs).

Tenso superficial

Vdeo.

Tenso superficial

Tenso superficial

Aplicaes: surfactantes e detergentes (rompem a tenso superficial,

por reduzir as foras de coeso entre as molculas do lquido).

Classificao do

movimento dos fluidos

Classificao do


Escoamentos viscosos e no viscosos

Vai depender se as foras viscosas so

desprezveis ou no;

A relao entre as foras de inrcia

(causam o movimento) e as foras

viscosas (se opem ao movimento

devido viscosidade) dada pelo nmero

de Reynolds.

Classificao do


Escoamentos viscosos e no viscosos

Nmero de Reynolds:

Onde:

V = velocidade caracterstica do escoamento;

L = comprimento caracterstico do escoamento;

= massa especfica do fluido;

= viscosidade dinmica do fluido.

ReVL

Classificao do


Escoamentos viscosos e no viscososBola de futebol se movimentando no ar:

L = d = 22,23 cm;

V = 97 km/h;

Re 400 000 (grande!)

Arrasto devido diferena de

presso.

Gro de poeira se movimentando no

ar, efeito da gravidade:

L = d = 1 mm;

V = 1 cm/s;

Re 0,7 (pequeno!)

Arrasto devido viscosidade do ar.

Classificao do


ReVL

Classificao do


Escoamentos viscosos e no viscososMas, se o escoamento do ar em torno da bola for analisado somente

atravs da anlise de escoamento invscido (no viscoso), chega-se a

concluso de qua no existiria resistncia do ar! Esse o paradoxo

dAlembert.

Classificao do


Escoamentos viscosos e no viscososCamada limite regio do escoamento prxima a uma

superfcie, e cuja velocidade influenciada pela superfcie.

Classificao do


Classificao do


Escoamento laminar e turbulento Escoamento laminar: o fluido escoa em camada lisas, de

maneira bem comportada, como se fosse lminas de

fluido;

Escoamento turbulento: o fluido escoa com um movimento

catico, as partculas de fluido se misturam rapidamente

devido flutuaes nas componentes da velocidade.

Classificao do


Escoamento laminar e turbulento Tambm de vai depender da razo entre as

foras de inrcia e as foras viscosas;

Se Re > Recrtico, o escoamento ser turbulento;

Ex.: Para tubos de seo circular: Recrtico = 2300.

Classificao do


Escoamento laminar e turbulento

Classificao do


Classificao do


Escoamentos compressveis e

incompressveis

Escoamento incompressvel: variao desprezvel

da massa especfica do fluido; Geralmente, lquidos; gases em baixa velocidade;

Escoamento compressvel: a massa especfica do

fluido varia; Geralmente, gases; lquidos em alta presso;

Classificao do



incompressveis

Efeitos de compressibilidade em escoamento de

lquidos: Golpe de arete;

Cavitao

Classificao do



incompressveis

Classificao do



incompressveis

Escoamento incompressvel de gases: Nmero de Mach pequeno: M < 0.3

, para gases ideais

Para o ar (CNTP), 1, 40, 286,9 53,33

Para outros gases, ver Apndice A.

p

v

p

v

VM

c

cc RT

c

c J ftR

c kg K lbm R

Classificao do


Classificao do


Escoamentos internos e externos

Internos (ou em dutos): completamente cercados por

fronteiras slidas;

Ex.: escoamento numa tubulao de vapor, sistema de alimentao de

gua, etc.

Externos: escoamentos sobre corpos, sem fronteiras

slidas contendo o fluido;

Ex.: escoamento atmosfrico ao redor de um prdio, ao redor de um

automvel, etc.

Caso especial: escoamento em canais: o fluido

parcialmente contido por uma fronteira, possuindo uma

superfcie livre sujeita presso constante

Ex.: escoamento em rios, canais, aquedutos.

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