mecânica dos fluidos

mecânica dos fluidos

(Parte 1 de 8)

Prof° J. Gabriel F. Simões 1

MECÂNICA DOS FLUIDOS Capítulo 1

1.1- Introdução - Aplicações

Mecânica dos fluidos é a ciência que tem por objetivo o estudo do comportamento físico dos fluidos e das leis que regem este comportamento.

Aplicações:

Ação de fluidos sobre superfícies submersas. Ex.: barragens. Equilíbrio de corpos flutuantes. Ex.: embarcações. Ação do vento sobre construções civis. Estudos de lubrificação. Transporte de sólidos por via pneumática ou hidráulica. Ex.: elevadores hidráulicos. Cálculo de instalações hidráulicas. Ex.: instalação de recalque. Cálculo de máquinas hidráulicas. Ex.: bombas e turbinas. Instalações de vapor. Ex.: caldeiras. Ação de fluidos sobre veículos (Aerodinâmica).

1.2- Definição de fluido

Gases: não admitem superfície livre

Fluido é uma substância que não tem forma própria, e que, se estiver em repouso, não resiste a tensões de cisalhamento. Classificação - Líquidos: admitem superfície livre são incompressíveis indilatáveis compressíveis dilatáveis

Pressão (p)

A Fnp =

Introdução

Definição de Fluido Propriedades

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Tensão de cisalhamento (τ )

Ft =τ

1.3- Viscosidade absoluta ou dinâmica (µ)

Princípio da aderência: As partículas fluidas junto ás superfícies sólidas adquirem as velocidades dos pontos das superfícies com as quais estão em contato.

Junto à placa superior as partículas do fluido têm velocidade diferente de zero. Junto à placa inferior as partículas têm velocidade nula.

Entre as partículas de cima e as de baixo existirá atrito, que por ser uma força tangencial formará tensões de cisalhamento, com sentido contrário ao do movimento, como a força de atrito. As tensões de cisalhamento agirão em todas as camadas fluidas e evidentemente naquela junto à placa superior dando origem a uma força oposta ao movimento da placa superior.

A.FtA

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Quando FFt= a placa superior adquirirá movimento uniforme, com velocidade constante ov.

Lei de Newton:

A tensão de cisalhamento τ é proporcional ao gradiente de velocidade dv/dy. O coeficiente de proporcionalidade µ: viscosidade absoluta ou dinâmica.

∴ dy dvµ=τ

Fluidos Newtonianos: os que seguem a Lei de Newton.

Simplificação prática:

Como ε é muito pequeno, na prática admite-se distribuição linear de velocidades, segundo a normal às placas.

.cte V dy dv 0 dv :Mas µ=τ

∴ .cteV0

Unidade de µ:

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/P :Obs .)..(P/.:...

PoisecmsdSGC mNISsmsNSKM mskgfSMK

VA Ft

1.4- Massa específica (ρρρρ)

V m=ρ

Unidades:

(S.I.)

cm sd cm g un m sNm kg unSKM m skgfm utm unSKM

1.5- Peso específico (γγγγ)

Unidades:

m = massa V = volume

G: Peso V: Volume

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ISm NM.K.S.: un

Relação entre ρ e γ

==γ gVmV

G g ρ=γ

Peso específico relativo (γ r) r =γ Não tem unidades (n.º puro)

OHOH r

OH v

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