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Mecânica dos Fluidos Revisão: Propriedades Básicas dos Fluidos

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  • Mecnica dos Fluidos Reviso: Propriedades Bsicas dos Fluidos
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  • Quais as diferenas fundamentais entre fluido e slido? Fluido mole e deformvel Slido duro e muito pouco deformvel
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  • Passando para uma linguagem cientfica: A diferena fundamental entre slido e fluido est relacionada com a estrutura molecular: Slido: as molculas sofrem forte fora de atrao (esto muito prximas umas das outras) e isto que garante que o slido tem um formato prprio; Fluido: apresenta as molculas com um certo grau de liberdade de movimento (fora de atrao pequena) e no apresentam um formato prprio.
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  • Fluidos:Lquidos e Gases Lquidos: - Assumem a forma dos recipientes que os contm; - Apresentam um volume prprio (constante); - Podem apresentar uma superfcie livre;
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  • Gases e vapores: -apresentam foras de atrao intermoleculares desprezveis; - no apresentam nem um formato prprio e nem um volume prprio; - ocupam todo o volume do recipiente que os contm. Fluidos:Lquidos e Gases
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  • Fatores importantes na diferenciao entre slido e fluido O fluido no resiste a esforos tangenciais por menores que estes sejam, o que implica que se deformam continuamente. F
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  • J os slidos, ao serem solicitados por esforos, podem resistir, deformar-se e ou at mesmo cisalhar. Fatores importantes na diferenciao entre slido e fluido
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  • Propriedades dos fluidos Massa especfica - a razo entre a massa do fluido e o volume que contm essa massa (pode ser denominada de densidade absoluta)
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  • Massas especficas de alguns fluidos Fluido (Kg/m 3 ) gua destilada a 4 o C1000 gua do mar a 15 o C1022 a 1030 Ar atmosfrico presso atmosfrica e 0 o C 1,29 Ar atmosfrico presso atmosfrica e 15,6 o C 1,22 Mercrio13590 a 13650 Petrleo880
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  • Propriedades dos fluidos Peso especfico - a razo entre o peso de um dado fluido e o volume que o contm. W
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  • Propriedades dos fluidos Relao entre peso especfico e massa especfica W
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  • Densidade Relativa ou Densidade = o a relao entre a massa especfica de uma substncia e a de outra tomada como referncia Para os lquidos a referncia adotada a gua a 4 o C ( = 1000kg/m 3) Para os gases a referncia o ar atmosfrico a 0 o C ( = 1,29 Kg/m 3 ) o o
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  • Lei de Newton da viscosidade Para que possamos entender o valor desta lei, partimos da observao de Newton na experincia das duas placas: v v = constante V=0
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  • Princpio de aderncia: experincia das duas placas As partculas fluidas em contato com uma superfcie slida tm a velocidade da superfcie que encontram em contato. F v v = constante V=0
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  • Lei de Newton da viscosidade Newton observou que aps um intervalo de tempo elementar (dt) a velocidade da placa superior era constante, isto implica que a resultante na mesma zero, portanto isto significa que o fluido em contato com a placa superior origina uma fora de mesma direo, mesma intensidade, porm sentido contrrio a fora responsvel pelo movimento. Esta fora denominada de fora de resistncia viscosa - F
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  • Determinao da intensidade da fora de resistncia viscosa Onde a tenso de cisalhamento determinada pela lei de Newton da viscosidade.
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  • Enunciado da lei de Newton da viscosidade: A tenso de cisalhamento diretamente proporcional ao gradiente de velocidade.
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  • representa o estudo da variao da velocidade no meio fluido em relao a direo mais rpida desta variao. v v = constante V=0 Gradiente de velocidade y
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  • Constante de proporcionalidade da lei de Newton da viscosidade: A constante de proporcionalidade da lei de Newton da viscosidade a viscosidade dinmica, ou simplesmente viscosidade -
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  • A variao da viscosidade muito mais sensvel temperatura Nos lquidos a viscosidade diretamente proporcional fora de atrao entre as molculas, portanto a viscosidade diminui com o aumento da temperatura. Nos gases a viscosidade diretamente proporcional a energia cintica das molculas, portanto a viscosidade aumenta com o aumento da temperatura.
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  • Segunda classificao dos fluidos Fluidos newtonianos so aqueles que obedecem a lei de Newton da viscosidade; Fluidos no newtonianos so aqueles que no obedecem a lei de Newton da viscosidade. Observao: s estudaremos os fluidos newtonianos
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  • Para desenvolver este clculo necessrio se conhecer a funo v = f(y) Clculo do gradiente de velocidade v v = constante V=0 y
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  • O escoamento no fluido no tendo deslocamento transversal de massa (escoamento laminar) Considerar v = f(y) sendo representado por uma parbola v v = constante V=0 y
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  • v = a*y 2 + b*y + c Onde: v = varivel dependente; y = varivel independente; a, b e c so as incgnitas que devem ser determinadas pelas condies de contorno
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  • Simplificao da lei de Newton da viscosidade Esta simplificao ocorre quando consideramos a espessura do fluido entre as placas (experincia das duas placas) o suficientemente pequena para que a funo representada por uma parbola seja substituda por uma funo linear
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  • V = a*y + b y v = cte v = 0

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