mecânica dos fluidos

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Mecânica dos fluidos 
AULA 01: PROPRIEDADES DOS FLUIDOS 
MECÂNICA DOS FLUIDOS 
Aula 01: Propriedades dos fluidos 
Mecânica dos fluidos 
AULA 01: PROPRIEDADES DOS FLUIDOS 
Temas/objetivos desta aula 
DIMENSÕES 
E UNIDADES 
1 
PROPRIEDADES 
DOS FLUIDOS 
3 
PRÓXIMOS 
PASSOS 
SISTEMAS DE 
UNIDADES DE PRESSÃO; 
2 
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• As quatro dimensões básicas utilizadas na 
Mecânica de Fluidos são comprimento, 
massa, tempo e temperatura; 
• Na Mecânica de Fluidos, o sistema inglês é 
comumente utilizado, além do sistema 
internacional de medidas; 
• Existe o Sistema Internacional (SI), o 
Sistema CGS e o Sistema inglês. 
Dimensões e unidades 
Grandeza Unidade Símbolo 
Comprimento Metro m 
Massa Quilograma kg 
Tempo Segundo s 
Temperatura Kelvin K 
Unidades Básicas do SI 
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• As unidades derivadas das básicas 
utilizadas para o estudo de Mecânica de 
Fluidos são força, pressão, energia, 
potência e viscosidade. 
Dimensões e unidades 
Grandeza Unidade Símbolo 
Força Newton 1N= 1kg m/s2 
Pressão Pascal 1 Pa =1 N/m2 
Energia Joule 1 J= 1 kg m2/s2 
Potência Watt 1 W= 1 kg m2/s3 
Viscosidade Pascal segundo Pa.s 
Unidades Derivadas do SI 
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• Geralmente as bombas fornecedoras de potência são vendidas com sua potência em hp. 
Dimensões e unidades 
Grandeza Unidade Símbolo 
Comprimento centímetro (cm) pé (ft) 
Massa grama (g) libra-massa (lbm) 
Tempo segundo (s) segundo (s) 
Força dina (dyn) libra-força (lbf) 
Pressão bar (bar) Libra por polegada quadrada (psi) 1 psi = 1 lbf/ in2 
Energia erg (erg) BTU 
Potência erg por segundo (erg/s) Horsepower (hp) 
Viscosidade poise (P) slug/ft s 
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• A pressão atmosférica varia em relação 
à altitude, à latitude e às condições 
ambientais do local; 
• A atmosfera padrão (nível do mar): 1 
atm = 760 mmHg = 101325 Pa = 1 bar = 
760 torr; 
• Pressão absoluta = Pressão 
manométrica + Pressão de vácuo 
Sistemas de unidades de pressão 
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• Representa a quantidade de massa fluida contida em 
uma unidade de volume. 
 
 
 
 A gravidade específica ou densidade específica 
(SG) é a relação entre a massa específica do 
fluido e a massa específica de um fluido de 
referência; 
 Para líquidos, é utilizada como referência a da 
água e para gases a do ar. 
Massa específica 
𝑆𝐺 =
𝜌𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑𝑜
𝜌𝑟𝑒𝑓
 𝜌𝐻20 = 1000
𝑘𝑔
𝑚3
; 𝜌𝑎𝑟 = 1,225
𝑘𝑔
𝑚3
 
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• Exemplo: Qual é o valor da gravidade específica dos gases Hidrogênio, Hélio e Argônio? 
 
 Neste caso, precisamos verificar qual é o valor da densidade desses gases. Já que o problema 
não fala a qual temperatura, assumimos que seja em CNTP (condições normais de temperatura e 
pressão) . 
 𝜌𝐻2 = 0,084
𝑘𝑔
𝑚3
; 𝜌𝐻𝑒 = 0,116
𝑘𝑔
𝑚3
; 𝜌𝐴𝑟 = 1,661
𝑘𝑔
𝑚3
 
 Para o Hidrogênio: 𝑆𝐺 = 𝛾𝐻2 =
𝜌𝐻2
𝜌𝑎𝑟
=
0,084
𝑘𝑔
𝑚3
1,225
𝑘𝑔
𝑚3
= 0,07 
 Para o Hélio: 𝑆𝐺 = 𝛾𝐻𝑒 =
𝜌𝐻𝑒
𝜌𝑎𝑟
=
0,116
𝑘𝑔
𝑚3
1,225
𝑘𝑔
𝑚3
= 0,09 
 Para o Argônio: 𝑆𝐺 = 𝛾𝐴𝑟 =
𝜌𝐴𝑟
𝜌𝑎𝑟
=
1,661 
𝑘𝑔
𝑚3
1,225
𝑘𝑔
𝑚3
= 1,4 
Massa específica 
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• É a deformação ou o movimento de um fluido quando sujeito 
à aplicação de uma tensão; 
 
• Newton estudou a força de resistência de um fluido Lei de 
Newton da viscosidade para a força entre duas camadas 
paralelas. 
 
 
 
 
• A viscosidade dos gases aumenta com incremento da 
temperatura e nos líquidos é ao contrário, a viscosidade 
diminui com aumento da temperatura; 
• A viscosidade cinemática é a razão entre a viscosidade de um 
fluido e sua massa específica. 
Viscosidade 
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• Exemplo: Se o perfil de velocidades em uma tubulação é parabólico e segue a equação 𝐕 𝒓 =
𝑽𝒎á𝒙 𝟏 −
𝒓
𝑹 
𝟐 , qual é a tensão cisalhante na parede, se Vmáx=1 m/s, R= 5 cm e se o líquido for 
água? Qual seria a força total atuante em um trecho de 0,1 m da tubulação? 
 A viscosidade dinâmica da água em CNTP é de µ= 1x10-3 kg/m.s 
 A derivada da velocidade com relação ao raio é: 
𝑑𝑣
𝑑𝑟
= −2𝑉𝑚á𝑥
𝑟
𝑅2
 
• Como precisamos saber a tensão cisalhante na parede, significa quando r=R , portanto: 
𝑑𝑣
𝑑𝑟
= −2𝑉𝑚á𝑥
𝑅
𝑅2
= −2𝑉𝑚á𝑥
1
𝑅
 
• 𝜏 = 𝜇 𝑑𝑣 𝑑𝑟 = −2𝜇𝑉𝑚á𝑥
1
𝑅
= −2 1𝑥10−3 𝑘𝑔 𝑚. 𝑠 1𝑚 𝑠 1 0,05𝑚 = −0,04𝑃𝑎 
Viscosidade 
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Viscosidade 
• Para calcular a força em 0,1m de tubulação, 
temos que verificar a área: 
 
 
 
 
 
 
• 𝐹 = 𝜏 ∙ 𝐴 = (0,04 𝑃𝑎) ∙ 2𝜋 ∙ 0,05𝑚 ∙
0,1𝑚 = 1,26𝑥10−3𝑁 
 
 
 
 
 
 
 
 
2πR 
L=0,1m 
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Saiba mais 
• Para estudar um pouco a mais sobre a lei de 
Newton da viscosidade acesse: 
http://coral.ufsm.br/gef/Fluidos/fluidos16.pdf 
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VAMOS AOS PRÓXIMOS PASSOS? 
 
 
Fórmula da hidrostática; 
 
Distribuição de pressão atmosférica; 
 
Aplicações de manometria. 
AVANCE PARA FINALIZAR 
A APRESENTAÇÃO.