A maior rede de estudos do Brasil

Grátis
34 pág.
Mec12012b

Pré-visualização | Página 1 de 3

CAT118 - DECAT/UFOP
Mecânica dos fluidos
É a parte da mecânica aplicada que se 
dedica a análise do comportamento 
dos líquidos e gases tanto em equilíbrio 
quanto em movimento
Notas de aulas de
Mecânica dos fluidos
2o Semestre de 2012
Professora Eliana Ferreira Rodrigues
CAT118 - DECAT/UFOP
Capítulo 1 - Conceitos fundamentais
CAT118 - DECAT/UFOP
• MUNSON, B.R., YOUNG, D. F, OKIISHI,T.H., Fundamentos da Mecânica dos 
Fluidos, tradução da 2ª edição Americana, vol.1 e vol2, Editora, Edgard Blücher, 
Ltda.,1997
• White Frank M. , Mecânica dos Fluidos, McGraw-Hill Interamericana do Brasil 
Ltda., 4a edição, Rio de janeiro, 2002.
• MERLE C. POTTER e DAVID C. WIGGERT, Mecânica dos Fluidos, Pioneira 
Thomson., 3a edição,São Paulo.2004
• Çengel Y.A. Cimbala J.M. Mecânica dos Fluidos-Fundamentos e Aplicações. 1ª 
Edição- São Paulo:McGraw-Hill,2007.
• FOX. W .R. & McDONALD, A.T. Introdução à Mecânica dos Fluidos. Ed. LTC, 
Rio de Janeiro, 6a edição, 2006.
• Brunetti F. Mecânica dos Fluidos. Editora Prentice Hall, São Paulo2005.
• VIANNA, M.R., Mecânica dos Fluidos para Engenheiros, 3ª edição, Belo 
Horizonte, Imprimatur, 1997
• CARVALHO, D.F. Instalações elevatórias. Bombas.
• CHAVES Arthur Pinto, Teoria e Prática de tratamento de minérios, volume 1 
capítulo 2, Will ....,
Bibliografia:
Conteúdo:
Apresentação da disciplina.
CAPÍTULO 1 CONCEITOS FUNTAMENTAIS
Conceitos fundamentais. Aplicações
CAPÍTULO 2 – ESTÁTICADOS FLUIDOS
Estática dos fluidos. Aplicações
Forças sobre superfícies planas. Aplicações
Forças sobre superfícies curvas. Aplicações.
1a Prática de Laboratório
CAPÍTULO 3 – CINEMÁTICA DOS FLUIDOS
Métodos de análise, Sistema e volume de controle; método diferencial e integral. Métodos de descrição. 
Descrição e classificação dos movimentos dos fluidos. Trajetória, linha de corrente. Vazão e velocidade 
média de um escoamento.
CAPÍTULO 4 – DINÂMICA DOS FLUIDOS
Equação da conservação da massa. Aplicações.
Equação da quantidade de movimento linear. Aplicações.
Equação da energia e equação de Bernoulli, pressões estática, dinâmica e total. Aplicações
2a Prática de Laboratório
CAPÍTULO 5 – LEIS BÁSICAS NA FORMA DIFERENCIAL
Introdução à análise diferencial do movimento dos fluidos.
Equações de Navier-Stokes. Aplicações.
CAPÍTULO 6 – ANÁLISE DIMENSIONAL E SEMELHANÇA 
Análise dimensional e semelhança.
Teorema de Pi de BuckinghamAplicações
CAPÍTULO 7 – ESCOAMENTO VISCOSO INCOMPRESSÍVEL EM CONDUTOS
Escoamento viscoso incompressível, escoamento laminar e turbulento.
Escoamento interno em dutos e tubos; perda de carga. Aplicações.
Teoria da Camada limite. Aplicações.Escoamento em torno de corpos submersos. Aplicações.
3a Prática de Laboratório
Capítulo 1 - Conceitos fundamentais
1.1 - Histórico
1.2 - Definição de um fluido
condição de não deslizamento
1.3 - Propriedades de um fluido
Temperatura, pressão , massa específica, 
densidade relativa 
viscosidade
pressão de vapor, 
tensão superficial
1.5 - Compressibilidade dos fluidos
1.6 - Lei dos gases perfeitos
1.7 Tipos de forças que atuam em um fluido
1.8 - Sistemas de Unidades e Dimensões
homogeneidade dimensional
CAT118 - DECAT/UFOP
Capítulo 1 - Conceitos fundamentais
1.1 - Histórico
CAT118 - DECAT/UFOP
Capítulo 1 - Conceitos fundamentais
CAT118 - DECAT/UFOP
Como resolver os problemas utilizando os recursos 
disponíveis em mecânica dos fluidos
Dinâmica dos 
fluidos analítica 
(DFA)
Dinâmica dos 
fluidos 
experimental 
(DFE)
Dinâmica dos 
fluidos 
computacional 
(DFC)
1.2 - Definição de um fluido
a) sólido b) fluido
Fluido é uma substância que se deforma continuamente sob a ação de um esforço (tensão de 
cisalhamento) tangencial, não importando quão diminuto seja este esforço.
ex. fase líquida e gasosa (ou vapor)
Condição de não deslizamento: o fluido em contato direto com sólido possui a mesma 
velocidade que o próprio sólido, isto é , não há deslizamento no contorno.
Fluido como um meio contínuo: efeitos globais ou médios 
(macroscópicos) de muitas moléculas
Capítulo 1 - Conceitos fundamentais
CAT118 - DECAT/UFOP
FF
F
t1t1 t2 t2
Capítulo 1 - Conceitos fundamentais
1.3 - Propriedades físicas
c) Massa específica ( ρ ): ρ ): ρ ): ρ ): é a massa por unidade de volume (em SI é kg/m3)
a)Temperatura do fluido - ( Τ ): Τ ): Τ ): Τ ): ; 
b) Pressão do fluido - ( P ): ): ): ): ; 
Capítulo 1 - Conceitos fundamentais
Peso específico (γ)γ)γ)γ)
é definido como o peso por unidade de volume
(em SI é N/m3) 
d) Calor específico (C)
é a quantidade de calor ( energia) que se deve fornecer a um fluido para que sua 
temperatura varie certa quantidade.
γ ρ= g
v =
1
ρ
Volume específico ( ν )ν )ν )ν )
é o volume ocupado por uma unidade de massa (em SI é m3/kg)
Densidade relativa ( DR ))))
é definida como a razão entre a densidade específica do fluido e a densidade 
específica da água
CoOH
RD
4@2
ρ
ρ
=
CAT118 - DECAT/UFOP
Tabela de algumas propriedades de fluidos
Capítulo 1 - Conceitos fundamentais
Capítulo 1 - Conceitos fundamentais
t a n δ β δ β δ≈ = a
b
AF /=τ
Como δδδδa=Uδδδδt, segue que δ β
δ
=
U t
b
.
Para fluidos comuns (como água, óleo, gasolina e ar)
τ µ= d u
d y
µ viscosidade dinâmica do fluido e ν viscosidade cinemática
Num intervalo, δt, uma linha vertical AB no fluido rotaciona de um ângulo δβ. 
Placa estacionária
δ a
F
B1 B2 u
A taxa de deformação por cisalhamento, γγγγ é definida
& l i mγ δ βδδ= →t t0
a tensão de cisalhamento aumenta se aumentarmos o valor de F ( pois ) e 
a taxa de deformação por cisalhamento aumenta proporcionalmente, isto é , 
&γ = =U
b
d u
d y
U
γτ &∝
dy
du
∝τ
Escoamento para fluidos Newtonianos
CAT118 - DECAT/UFOP
δβ
Ex. a resistência da glicerina é maior que a resistência da água, 
logo é mais viscosa.
e) Viscosidade - µ
⇒propriedade capaz de descrever a fluidez das substâncias
⇒resistência do fluido à deformação quando submetido a tensão cisalhante.
Significado físico: µ é a capacidade de transferir quantidade de movimento (momentum)
Tensão de cisalhamento em função da taxa de 
deformação (du/dy) 
Capítulo 1 - Conceitos fundamentais
Capítulo 1 - Conceitos fundamentais
Para gases: µ aumenta quando T aumenta
para líquidos: µ diminui quando Τ aumenta
CAT118 - DECAT/UFOP
Para gases,
equações de Sutherland
Para líquidos,
equação de Andrade
Variação da viscosidade com a temperatura
Capítulo 1 - Conceitos fundamentais
Capítulo 1 - Conceitos fundamentais
Fluidos não-Newtonianos
a tensão de cisalhamento não é diretamente proporcional à taxa de deformação.Ex. tinta , 
pasta dental, polímeros
CAT118 - DECAT/UFOP
ρ
µ
ν =
12
3
11
−
−
−−
= tL
ML
tML
Independe da massa
ν = m2/s ν = cm2/s= 1 stokes ν = ft2/s
viscosidade cinemática, ν
222 Lt
M
Lt
ML
A
F
===
−
τ
tLt
L
L
V
y
ue
1
.
===∂
∂
Lt
M
=µ
µ = kg/(m s )
µ = g/(cm s )= poise
µ =(Ν.s)/m2
µ =lbf/(ft2s) 
Unidades de viscosidade
viscosidade dinâmica, µ
y
u
∂
∂=
τµ
Capítulo 1 - Conceitos fundamentais
CAT118 - DECAT/UFOP
Valores de viscosidade dinâmica 
para vários fluidos
Capítulo 1 - Conceitos fundamentais
Mecânica dos fluidos 
dos meios contínuos
Não viscoso, µµµµ=0 Viscoso
Laminar Turbulento
Interno ExternoIncompressívelCompressível
Possível classificação da mecânica dos fluidos
CAT118 - DECAT/UFOP
Logo cavitação é uma mudança de fase muito rápida de líquido para 
vapor, que ocorre em um líquido todas as vezes que a pressão local for 
igual ou menor que a pressão de vapor
• Se a pressão

Crie agora seu perfil grátis para visualizar sem restrições.