Propriedades Físicas Dos Fluidos

  • View
    49

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of Propriedades Físicas Dos Fluidos

  • Propriedades fsicas dos fludos.

    Equaes fundamentais da

    hidrulica.

  • Propriedades fsicas dos fludos

    1 Massa Especfica:

    = m/V sendo: m=massaV=volume

    Variao da massa especfica e peso especfico da gua com a temperatura

    Temperatura (oC)

    Massa especfica (Kg/m3)

    Peso especfico(N/m3)

    0 999 ,87 9998,7

    20 998,23 9982,3

    50 988,00 9880,0

    100 958,00 9580,0

    2 Peso Especfico:

    = m.g/V sendo: m=massaV=volume

    Hg = 136.000 N/ m3

    Fluido uma substncia que no possui forma prpria e que em repouso deforma-se continuamente.

  • Propriedades fsicas dos fludos

    3 Tenso superficial:

    = foras laterais/unidade de comprimento

    A molcula do lquido solicitada radialmente pelas outras molculas, em todas as direes. As superficiaisso atradas com mais fora para dentro do lquido porcausa do desequilbrio destas foras. A superfcie do lquidoTende a se contrair nesta direo.

  • Propriedades fsicas dos fludos

    4 Viscosidade:

    Resultante das foras de coeso entre as molculas. a propriedade pela qual

    o fludo oferece resistncia ao cisalhamento e por isso acaba dificultando o deslocamento das partculas no escoamento.

    Lei de Newtonda viscosidade:

    Nos lquidos, quanto maior a temperatura, menor a viscosidade.

    A viscosidade praticamente independe da

    presso.

  • Propriedades fsicas dos fludos

    Viscosidade

    Viscosidade Dinmica ou Absoluta

    Viscosidade Cinemtica

    N.s/m2

    m2/s

    Relao entre a viscosidade absoluta e a

    massa especfica do lquido.=/

    Utilizada na determinao do nmero de Reynolds

  • Propriedades fsicas dos fludos

    Viscosidade

    Confere uma resistncia ao deslizamento do lquido, tanto no interior da massa lquida(atrito

    interno) quanto ao longo de superfcies slidas.

    Em conseqncia dos atritos e principalmente da viscosidade, o escoamento de umlquido em uma canalizao somente se verifica com certa dissipao de energia, a qual denominada perda de carga.

  • PRESSO

  • DIFERENA DE PRESSO

  • Escalas de PressoConceito de presso: Teorema de Stevin:

    P = .h, sendo: = Peso especfico do fludo.h = Altura de fludo acima do ponto estudado.

    Experincia de Torricelli:A carga de presso (H=760mm) da coluna de mercrio, multiplicada pelo peso especfico do mercrio equilibra a presso atmosfrica.

  • MEDIO DE PRESSO

  • A forma diferencial da equao da continuidade pode ser derivada tomando-se as equaes Para um volume de controle C e considerando-o como um elemento de volume infinitesimalV e superfcie S.

    Equao da continuidade

  • Equao da continuidade

    O princpio da continuidade:

  • Equao da continuidade

    Traduz o princpio da conservao da massa.A equao da continuidade mostra a conservao da massa de lquido no conduto, Ao longo de todo o escoamento.-Pela condio de escoamento em regime permanente, pode-se afirmar que entre asSees 1 e 2, no ocorre nem acmulo nem falta de massa.Considerando um fluido incompressvel (fluido que mantm a densidade constanteapesar das variaes de temperatura e presso).

  • Exemplo de utilizao da Equao da Continuidade

    Q1 = Q2 1.A1.V1 = 2.A2.V2

    Equao da continuidade

  • Equao da continuidade

    Exerccio: Na tubulao convergente da figura, calcule a vazo e a velocidade na seo 2Sabendo que o fludo incompressvel.

  • Equao da continuidade

    Exerccio: Na tubulao convergente da figura, calcule a vazo e a velocidade na seo 2Sabendo que o fludo incompressvel.

    Resoluo:

  • Equao da quantidade de movimento

    Baseia-se na segunda Lei de Newton: A resultante das foras externas atuando em umcorpo igual a taxa de variao da quantidade de movimento do corpo.

    Sendo:m=massaV=velocidadeA=impulso ou acelerao.F=fora de superfcie (presso, atrito) + fora de campo(peso).Momento=M=m.V

  • Equao da energiaPrimeira Lei da termodinmica: A variao da energia de um sistema igual a somado calor e trabalho trocados com o meio.

    Sendo:E=Energia do sistema.Q=Quantidade de calor que entra no sistema.W=Trabalho realizado sobre o sistema

    A energia total do sistema pode ser expressa por:

    u=energia relacionada pressoV2/2=energia relacionada carga cinticagz=energia relacionada posio (potencial)

  • Se forem consideradas as seguintes hipteses:. Fludo ideal (no se manifestam os efeitos de viscosidade, portanto, esforos cisalhantes). Movimento permanente.

    Equao de Euler em uma dimenso.

    Integrando:

    Equao da energia

    Considerando as variaes de presso sofrida pelo fluido ao longo da trajetria entre 1 e 2 pequenas e =g, a carga pode ter a seguinte definio:

    Teorema de Bernoulli para lquidos perfeitos eRegime permanente. H cte ao longo da trajetria.

  • Equao da energia ou Equao de Bernoulli

    Representa a energia total de uma partcula por unidade de peso especfico e de volume.

  • Equao da energia ou Equao de Bernoulli

    Hipteses simplificadoras:

    -Escoamento permanente.-Propriedades uniformes na seo.-Fluido incompressvel.

  • Linha Piezomtrica e Linha de Energia

    A figura abaixo ilustra as linhas piezomtrica,de energia e a energia perdida entre asSees 1 e 2, causada pelo atrito do fluido com as paredes internas do conduto (Hp1,2)

  • Exerccio: O dimetro de uma tubulao que transporta gua em regime permanente varia gradualmente de 150 mm no ponto A, 6 m acima de um referencial, para 75 mm, no ponto B, 3 m acima do mesmo referencial. A presso no ponto B vale 103KN/m2 e a velocidade mdia 3,6 m/s. desprezando as perdas de carga, determinar a presso no ponto B.

  • Exerccio: O dimetro de uma tubulao que transporta gua em regime permanente varia gradualmente de 150 mm no ponto A, 6 m acima de um referencial, para 75 mm, no ponto B, 3 m acima do mesmo referencial. A presso no ponto B vale 103KN/m2 e a velocidade mdia 3,6 m/s. desprezando as perdas de carga, determinar a presso no ponto B.

    Resoluo:

    Qa = Qb (Reg. Permanente)Qa =Va.Aa = 3,6.3,14.0,152/4 = 0,0636 m3/s

    Vb = Qb/Ab = (0,0636.4)/(3,14.0,0752) = 14,396 m/s

    Aplicando Bernoulli:

    Pa/ + za + Va2/2 = Pb/ + zb + Vb2/2 + hab hab = 0

    103.103/9,8. 103 + 6 + 3,62/2g = pb/ + 3 + 14,42/2g

    pb/ = 3,6 m = 35,3 KN

  • Exerccio: Qual a vazo da gua pela torneira?

Search related