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Mec fluidos propriedades

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Text of Mec fluidos propriedades

  • PROPRIEDADES DOS FLUIDOS

  • Propriedade do fluido que oferece resistncia ao movimento relativo das

    partculas.

    VISCOSIDADE

  • EXPERINCIA DE NEWTON Fluido entre uma placa mvel e outra fixa

    O Fluido em contato com a placa tem a mesma velocidade desta

    u = x - direo da componente de velocidade

    u=V Placa Mvel

    Placa Fixa

    y

    x

    V

    u=0

    B yBVyu =)( Fluido

  • Deformaco do Fluido Fluxo entre uma placa fixa e outra em

    movimento Fora faz com que a placa se mova

    com velocidade V e o fluido de deforma continuamente.

    u=V Placa Mvel

    Placa fixa

    y

    x u=0

    Fluido

    t0 t1 t2

  • U Placa Mvel

    Placa Fixa

    y

    x u=0

    Fluido

    Deformaco do Fluido

    t t+t

    x

    y

    L

    t

    Tenso de cisalhamento na placa proporcional a taxa de deformao do fluido

    VLt

    =yL

    =yV

    t

    =! !

    "V"y

  • Classificao do fluido em funo do comportamento de

    Fluidos newtonianos: relao linear

    Inclinao da linha (coeficiente de proporcionalidade) define a viscosidade do fluido

    dydVdydV

    =

    Tenso de cisalhamento, Tenso de escoamento

    Fluido ideal

    Fluido newtoniano

    Pseudoplstico

    Plstico ideal

    Velocidade de deformao angular, du/dy

    Fluido no newtoniano

    tAUF =

  • Viscosidade Lei de Newton da Viscosidade

    Viscosidade

    Unidades

    gua (a 20oC) = 1x10-3 N-s/m2 Ar (a 20oC) = 1.8x10-5 N-s/m2 Viscosidade Cinemtica

    dydV /

    =

    2

    2

    ///

    msN

    msmmN

    =

    =

    dydV

    = tAUF =ou

  • Fluxo entre duas placas

    u=V Placa Mvel

    Placa Fixa

    y

    x

    V

    u=0

    B yBVyu =)( Fluido

    A inclinao do perfil de velocidade constante

  • Fluxo entre duas placas

    u=V Placa Mvel

    Placa Fixa

    y

    x

    V

    u=0

    B yBVyu =)(

    BV

    dydu

    ==Tenso de cisalhamento no fluido

    Tenso de Cisalhamento No fluido

    mBsmV

    CSAEmsN o

    02.0/3

    )[email protected](/1.0 2

    =

    =

    =

    2

    2

    /15

    )02.0/3)(/1.0(

    mN

    msmmsN

    =

    =

  • Fluxo entre duas placas Fixas

    r x B

    =

    21)(

    BrVru

    V y x

  • Propriedades dos Fluidos Massa especfica

    ! =M /VolOnde: M - massa da substncia (kg) Vol volume (m3)

  • Propriedades dos Fluidos

    Peso especfico

    g =Onde: g-gravidade local (9,806 m/s2); -massa especifica (kg/m3); -peso especfico (N/m3)

  • Propriedades dos Fluidos

    Densidade

    guagua

    d

    ==

    Temperatura de referncia 40C

  • Variao de com a temperatura

    !

    ( )180410002

    2

    =T

    OH

  • Massa especfica(): a massa por unidade de volume = m/V

    Unidades: SI: Kg/m3 Ingls usual: slug/ft3 CGS: g/cm3

    Volume especfico(vs): o inverso da massa especfica ; ou seja o volume ocupado pela unidade de massa vs = 1/

    Unidades : SI = m3/Kg Ingls usual = ft3/slug

    Presso (p): A presso definida como uma fora normal agindo numa superfcie, dividida pela rea dessa superfcie.

    P = F/A Unidades: Pa(Pascal) = N/m2

    Psf = lb/ft2 Psi = lb/in2

  • Gs perfeito: Um gs perfeito definido como uma substncia que satisfaz a lei dos gases perfeitos.

    P vs = R.T , onde: P = Presso absoluta

    vs = Volume especfico R = Constante do gs

    T = Temperatura absoluta

    A constante do gs R tem as seguintes unidades:

    SI: R = N.m/Kg.K

    Inglesa usual: R = ft. lb/slug. K

    Para = lbm/ft3 R= ft.lb/lbm.K

  • Massa Especifica

    (kg/m3)

    Peso Especifico

    (N/m3)

    Densidade

    Ar 1,23 12,1 0,00123

    gua 1000 9810 1

    Em condies Normais

  • Massa Especfica

    992.0993.0994.0995.0996.0997.0998.0999.0

    1000.01001.0

    -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

    Temperatura (0C)

    Mas

    sa e

    spec

    ifica

    (kg/

    m3 ) Massa Especifica (H2O)

    ( )180410002

    2

    =T

    OH

  • 9720.0

    9730.0

    9740.0

    9750.0

    9760.0

    9770.0

    9780.0

    9790.0

    9800.0

    9810.0

    -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

    Temperatura (0C)

    Mas

    sa e

    spec

    ifica

    (kg/

    m3 )

    Peso Especifico (H2O)

    Peso Especfico

    ( )18498002

    2

    =T

    OH

  • Tenso Superficial e Capilaridade

    Capilaridade importante (na medio de fluidos) quando usamos tubos com dimetros inferiores a 10 mm.

    A subida ou descida de um lquido num tubo capilar provocada pela Tenso Superficial, , e depende da magnitude relativa das foras de coeso do lquido e nas foras de adeso do lquido s paredes do recipiente.

    Tambm responsvel pelo fato de uma agulha colocada cuidadosamente sobre a gua flutuar. Nesse caso a fora necessria para retirar a agulha ser dada por

    mgLF += 2

  • Presso de Vapor

    Quando a presso atinge a pv, o fluido entra em ebulio, com a formao de bolhas.

    A pv de um lquido depende da sua Temperatura.

    Exemplo: Panela de presso - aumenta a T da gua por causa do aumento da presso.

    Em sistema de bombeamento, em pontos de baixa presso, as bolhas podem causar danos Bomba e afetar o desempenho.

  • A T.S. Provoca a subida do lquido dentro de um pequeno tubo vertical. Se o lquido no molha o slido, a T.S. tende a rebaixar o menisco.

    h altura da subida (ou descida) capilar r raio do tubo

    Fora de coeso necessria para formar uma pelcula na superfcie do lquido. Varia com a T do lquido.

    O efeito da T.S. aumentar a presso dentro de uma gota.

    Tenso Superficial e Capilaridade

    h = 2! cos"#r

    gua

    mercrio

  • Fluidos molham alguns slidos e no molham outros.

    A Fig.(a) representa o caso de um lquido que molha bem uma superfcie slida, e.g. gua numa superfcie de cobre muito polida. O ngulo corresponde ao ngulo entre o limite da superfcie lquida e a superfcie slida, medido dentro do lquido. Este ngulo chama-se ngulo de contacto e uma medida da qualidade do lquido para molhar uma superfcie. No caso de uma qualidade ideal, este ngulo seria 0, e o lquido espalhar-se-ia sobre a superfcie como um filme fino.

    A Fig.(c) representa o caso de um lquido que no molha a superfcie slida. No limite a ngulo de contacto deveria ser 180. Contudo, a fora da gravidade achata a gota o que impede a ocorrncia de ngulos de 180. Esta situao pode representar gua sobre teflon ou mercrio sobre um vidro limpo.

    Tenso Superficial e Capilaridade

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