aula 1 Fluido e propriedades

Prévia do material em texto

Fenômenos de Transporte 
 
Propriedades fluidos 
 
 
Introdução 
Mecânica dos fluidos  É o estudo dos fluidos em repouso ou 
movimento e dos efeitos que decorrem de sua interação com 
contornos, os quais podem ser superfícies ou outros fluidos. 
Objetivos  Obter os conhecimentos básicos das propriedades 
dos fluidos, dos esforços estáticos e dinâmicos, bem como das leis 
de conservação de massa, quantidade de movimento e energia. 
Propriedades: Característica de uma substância que se mantém 
invariante para um dado estado. 
Propriedades dos Fluidos 
Extensivas (dependem da massa do corpo) 
 Ex.: peso, energia 
Intensivas (não dependem da massa do corpo) 
 Ex.: viscosidade, densidade, pv 
Propriedades 
Propriedades dos Fluidos 
r: massa específica 
g: peso específico 
v: volume específico 
d = r/ro: densidade relativa 
b: compressibilidade 
E: módulo de elasticidade volumétrico (E = 1/b) 
pv: pressão de vapor (cavitação) 
s: tensão superficial 
m: viscosidade (absoluta, molecular, dinâmica) 
n = m/r: viscosidade cinemática 
Propriedades dos 
fluidos 
•Massa específica ou densidade absoluta- 
r 
 
 
 
- É a razão entre a massa do fluido e o volume 
que contém essa massa (pode ser denominada 
de densidade absoluta) 
Sistema SI............................Kg/m3 
V
m
volume
massa
==r
Massas específicas de 
alguns fluidos 
Fluido r (Kg/m3) 
Água destilada a 4 oC 1000 
Água do mar a 15 oC 1022 a 1030 
Ar atmosférico à pressão 
atmosférica e 0 oC 
1,29 
Ar atmosférico à pressão 
atmosférica e 15,6 oC 
1,22 
Mercúrio 13590 a 13650 
Petróleo 880 
Variação de com a temperatura 
 r
 
180
4
1000
2
2

=
T
OHr
Massa Específica 
992.0
993.0
994.0
995.0
996.0
997.0
998.0
999.0
1000.0
1001.0
-15 -10 -5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
Temperatura (
0
C)
M
as
sa
 e
sp
ec
ifi
ca
 (k
g/
m
3 ) Massa Especifica (H2O)
 
180
4
1000
2
2

=
T
OHr
)4( )0( 02
0
2 COHCOH rr 
Propriedades dos 
fluidos 
• Peso específico - g 
 
 
 
 
 
- É a razão entre o peso de um dado fluido e o volume 
que o contém; 
- O peso específico de uma substância é o seu peso 
por unidade de volume; 
Sistema SI............................N/m3 
V
G
volume
peso
==g
G 
Propriedades dos 
fluidos 
•Relação entre peso específico e 
massa específica 
 
 
g
V
gm
V
G
r=

==g
G 
Propriedades dos 
fluidos 
• Volume Específico - Vs 
 
 Vs= 1/r =V/m 
- É definido como o volume ocupado pela 
unidade de massa de uma substância, ou 
seja, é o inverso da massa específica 
 
Sistema SI............................m3/Kg 
Propriedades dos 
fluidos 
•Densidade Relativa - δ (ou 
Densidade) 
 
 
É a relação entre a massa específica de uma 
substância e a de outra tomada como 
referência 
 δ = r 
ro 
Propriedades dos 
fluidos 
•Densidade Relativa - δ (ou Densidade) 
 
Para os líquidos a referência adotada é a água a 
4oC 
 
Sistema SI.....................ρ0 = 1000kg/m
3 
Propriedades dos 
fluidos 
•Densidade Relativa - δ (ou Densidade) 
 
Para os gases a referência é o ar atmosférico a 
0oC 
 
 
Sistema SI................. ρ0 = 1,29 kg/m
3 
Pressão 
É a razão entre uma força e a área sobre a qual esta força atua. 
  Pa
m
N
A
F
P
2
===
Outras unidades importantes: bar, atm, kgf/cm2, mmHg, mca, psi 
Escalas de pressão: absoluta ou relativa 
 Pressão absoluta: Escala de 
medida de pressões na qual o 
zero é atingido quando um 
vácuo ideal é conseguido. 
Pressão manométrica ou 
relativa: Escala de medida 
de pressão relativa à pressão 
atmosférica local. 
icau_manométrrelat iva_oaatmosféricabsoluta PPP =
Pressão absoluta ou efetiva: é a pressão total existente num 
ponto de um sistema. Corresponde à força que as moléculas 
de um fluido exercem numa unidade de área. 
aatmosféricabsolutaivaa_ou_relatmanométric PPP =
Pressão barométrica ou atmosférica: é a pressão atmosférica 
local, ou seja, a pressão que a camada atmosférica exerce em 
uma certa localidade. 
Pressão atmosférica padrão: é a pressão atmosférica ao nível 
do mar. Então, Patm = 101325 Pa = 14,6959 psi = 1,03323 kgf/cm² 
= 1,01325 bar = 1 atm = 760 mmHg = 10,33226 mca. 
Pressão manométrica ou relativa ou Gage pressure: é a 
diferença entre a pressão de um fluido e a pressão atmosférica 
local, corresponde à pressão que um fluido exerce nas paredes 
de um vaso. 
Escalas de pressão: 
• absoluta (barômetros), 
• relativa (manômetros), 
• vácuo (vacuômetros). 
pabs = prel+patm local 
vácuo = - prel 
vácuoabs = -patm local 
Vácuo absoluto 
pressão 
absoluta 
pressão 
relativa 
vácuo 
pressão 
atmosférica 
local 
Zero para a pressão 
relativa e para o vácuo 
Zero para a pressão 
absoluta 
Lei dos gases Perfeitos 
• Sob certas condições, a massa específica de 
um gás está relacionada com a pressão e a 
temperatura através da seguinte expressão: 
 
 
 
•onde p é a pressão absoluta, ρ é a densidade 
específica, T é a temperatura absoluta e R é a 
constante do gás 
 
RTp r=
Propriedades dos 
fluidos 
•Viscosidade (absoluta ou dinâmica) 
 
É definido como a resistência do fluido à 
deformação. 
Propriedades dos 
fluidos 
•Viscosidade 
Propriedades dos 
fluidos 
•Viscosidade 
 
Mantidos constantes as demais grandezas 
(pressão e temperatura), a experiência 
demonstrou que: 
 
Fluidos newtonianos e não-newtonianos 
Os fluidos newtonianos são aqueles em que a 
viscosidade não varia com a força aplicada 
Viscosidade: m 
Propriedades dos 
fluidos 
Propriedades dos 
fluidos 
•Viscosidade cinemática 
 
Razão entre a viscosidade absoluta e a massa 
específica 
)/(
)/.(
2
2
sm
msN
r
m

m
=