APS FLUIDOS

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FMU 
LEONARDO AMORIM DE SOUZA 
 
MECÂNICA DOS FLUIDOS 
APS- ARTIGO 2 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SÃO PAULO 
2022 
 
 
Neste artigo o autor fala sobre o entendimento das propriedades físicas dos 
fluidos que permitiu diversos avanços tecnológicos em destaque a fabricação 
de aviões, navios e carros com perfis otimizados os quais diminuem 
dramaticamente a chamada força de arrasto. 
Também são discutidos os conceitos fundamentais da mecânica dos fluidos, 
como a força de arrasto experimentada por uma partícula se movendo num 
fluido viscoso proposta por Stokes em 1851, velocidade terminal, número de 
Reynolds e sua conexão com a teoria cinética dos gases. Fenômenos contra 
intuitivos, como a não variação da velocidade terminal de uma partícula se 
movendo sob a ação da gravidade em meios gasosos com densidades 
distintas para número de Reynolds 
 escoamento 
Escoamento laminar (regime laminar, também chamado lamelar ou tranquilo) 
— onde as partículas do fluido tendem a percorrer trajetórias paralelas. 
Escoamento turbulento (regime turbulento, onde as trajetórias das partículas 
são curvilíneas, não paralelas, alteram-se em sentido, sendo irregulares. 
Apresentam entrecruzamento, formando uma série de minúsculos redemoinhos 
ou vórtex. O escoamento turbulento é também conhecido como “turbilhonário" 
ou "hidráulico". Na prática, o escoamento dos fluidos quase sem exceção é 
turbulento. É o regime típico das obras de engenharia, tais 
como adutoras, tubulações industriais, vertedores de barragens, fontes 
ornamentais, etc. 
Um fluxo de fluido pode se comportar quanto à sua variação no tempo em: 
Escoamento permanente, ou estacionário, onde a velocidade e 
a pressão num determinado ponto, não variam com o tempo. A velocidade e a 
pressão podem variar de um ponto para outro do fluxo, mas se mantêm 
constantes em cada ponto imóvel do espaço, em qualquer momento do tempo, 
fazendo a pressão e a velocidade em um ponto 
serem funções das coordenadas do ponto e não dependentes do tempo. No 
escoamento permanente a corrente fluida é dita "estável". 
Escoamento não permanente, onde a velocidade e a pressão, em 
determinado ponto, são variantes com o tempo, variando também de um ponto 
a outro. Este escoamento é também chamado "variável" ou "transitório", e a 
corrente é dita "instável". A pressão e a velocidade em um ponto são 
dependentes tanto das coordenadas como também do tempo. Um exemplo de 
um escoamento não permanente é o esvaziamento de um recipiente qualquer 
por um orifício, à medida que a superfície livre vai baixando, pela redução do 
volume de fluido, a pressão da coluna de fluido diminui, assim como a 
velocidade do fluido passando pelo orifício. 
Um fluxo de fluido pode se comportar quanto à variação na trajetória das 
partículas como: 
https://pt.wikipedia.org/wiki/Regime_laminar
https://pt.wikipedia.org/wiki/Regime_turbulento
https://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=V%C3%B3rtex&action=edit&redlink=1
https://en.wiktionary.org/wiki/pt:adutora
https://pt.wikipedia.org/wiki/Encanamento
https://pt.wikipedia.org/wiki/Barragem
https://pt.wikipedia.org/wiki/Fonte
https://pt.wikipedia.org/wiki/Fonte
https://pt.wikipedia.org/wiki/Velocidade
https://pt.wikipedia.org/wiki/Press%C3%A3o
https://pt.wikipedia.org/wiki/Fun%C3%A7%C3%A3o_(matem%C3%A1tica)
https://pt.wikipedia.org/wiki/Coordenada
Escoamento uniforme, onde todos os pontos da mesma trajetória que 
seguem as partículas apresentam a mesma velocidade. Trata-se de um caso 
específico do escoamento permanente, existe a variação da velocidade entre 
as trajetórias, mas na mesma trajetória, todos os pontos têm a mesma 
velocidade. Em outras palavras, entre os pontos de uma mesma trajetória, não 
há variação da velocidade (seu módulo, direção e sentido permanecem 
constantes). Neste escoamento, a seção transversal da corrente de fluido é 
invariável. Um exemplo deste tipo d escoamento é percebido em tubulações 
longas com diâmetro constante. 
Escoamento variado, onde os diversos pontos de uma mesma trajetória não 
apresentam constância da velocidade num intervalo de tempo considerado. 
Este escoamento ocorre, por exemplo, nas correntes convergentes, originárias 
de orifícios (um exemplo seriam esguichos de chuveiro, paralelos, alé 
laminares, mas em aceleração em direção ao solo) e nas correntes de seção 
(as seções mais externas de um fluxo numa tubulação, a medida que o fluxo 
total avança, perdem velocidade no tempo). 
Um fluxo de fluido pode também se comportar quanto ao seus movimentos de 
rotação como: 
Escoamento rotacional, onde partícula está sujeita a uma velocidade angular, 
em relação ao seu centro de massa. Um exemplo deste escoamento é 
característico no fenômeno do equilíbrio relativo em um recipiente cilíndrico 
aberto, que contenha um líquido e que gira em torno de seu eixo vertical. Em 
virtude da viscosidade, o escoamento de fluidos reais sempre se comporta 
como um escoamento rotacional. 
Escoamento irrotacional, sendo uma aproximação, na prática, em que se 
desconsidera o comportamento rotacional dos escoamentos, considerando-se 
o escoamento em tratamento como irrotacional, através dos princípios 
clássicos da fluidodinâmica. Num escoamento teoricamente irrotacional, as 
partículas são consideradas indeformáveis, despreza-se a influência da 
viscosidade e faz-se uma concepção matemática do escoamento. 
Estudando o movimento e as colisões de esferas perfeitamente elásticas, 
James Clerk Maxwell em 1860 concluiu que a viscosidade η de um gás numa 
dada temperatura é independente de sua massa específica; seis anos depois, 
ou seja, em 1866 publicou um artigo onde confirmou experimentalmente o fato 
de a viscosidade não depender de sua massa específica. 
De acordo com a teoria cinética, a viscosidade de um gás é dada por 
onde kB é a constante de Boltzmann, cujo valor é 1, 3806×10−23 JK−1 , T é a 
temperatura do gás e σ0 é a secção transversal de espalhamento. A dedução 
da Eq. (51) é apresentada detalhadamente na Ref. Tal equação nos fornece 
resultados notáveis: i) em contraste com os líquidos, a viscosidade de um gás 
aumenta com a temperatura; ii) a viscosidade não depende da massa 
específica do líquido. Utilizando os conceitos apresentados nesta e em sessões 
anteriores, é discutido a seguir um fenômeno de interesse.