Estática e Viscosidade dos Fluidos

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Estática dos Fluidos
Equações já vistas:
Estática dos Fluidos
Equações já vistas:
Carga de Pressão
Como medir a pressão dentro de uma tubulação?
Carga de Pressão
Piezômetro
Carga de Pressão
Piezômetro
Exemplo: Qual é a pressão num oleoduto que apresenta um desnível de 12,5cm num piezômetro de mercúrio?
Dado: Hg = 13600kg/m3. 
Viscosidade
A viscosidade é a propriedade dos fluidos correspondente ao transporte microscópico de quantidade de movimento por difusão molecular. Caracteriza a resistência de um fluido ao escoamento, a uma dada temperatura.
Ou seja, quanto maior a viscosidade, menor será a velocidade em que o fluido se movimenta.
Viscosidade do Mel > Viscosidade da Água
Viscosidade
Fluir  Fluidez
Viscosidade é o inverso de fluidez.
Viscosidade
Viscosidade
Viscosidade
Viscosidade
Viscosidade
Viscosidade
Viscosidade
Viscosidade
Viscosidade
Viscosidade
Trecho com
velocidade
constante
Viscosímetro de Stoke
Esfera metálica em queda livre
Viscosidade
Viscosidade Absoluta ou dinâmica ( , mi)
Viscosidade
Viscosidade
Ex.: Calcule a viscosidade absoluta e a cinemática da água, sabendo que uma esfera de aço, de 2 mm de diâmetro, atinge velocidade terminal de 13,645 m/s quando em queda livre no fluido. Adote: água = 1 g/cm3, aço = 8 g/cm3 e g = 10 N/kg
Viscosidade Cinemática
Viscosidade absoluta (dinâmica)
Coeficiente (Número) de Reynolds
Define o regime de escoamento de determinado fluido sobre uma superfície.
Re < 2000  Escoamento Laminar
2000 < Re < 2400  Escoamento de Transição
Re > 2400  Escoamento Turbulento
: massa específica do fluido
v: velocidade média do escoamento
D: diâmetro interno da tubulação
: viscosidade dinâmica do fluido
Coeficiente (Número) de Reynolds
Escoamento laminar é o tipo de fluxo onde existe um mínimo de agitação das várias camadas do fluido.
Coeficiente (Número) de Reynolds
Escoamento turbulento é o escoamento de um fluido em que as partículas se misturam de forma não linear, isto é, de forma caótica com turbulência e redemoinhos.
Escoamentos
Escoamentos
Escoamentos
Experimento de Reynolds
Esquema do Experimento
Reservatório de corante
Válvula de controle de vazão do corante
Reseratório de água
Injetor
Convergente
Tubo de vidro
Válvula de controle de vazão de água
Experimento de Reynolds
Coeficiente (Número) de Reynolds
Ex.: Qual é o tipo de escoamento, de acordo com o número Re, para um escoamento em água, com velocidade de 20 cm/s, em um tubo de 15 polegadas de diâmetro interno? Dado: água  110–3 Pa.s (20C).
 = 1103 kg/m3
v = 20 cm/s = 210–1 m/s
D = 15” = 15  (2,5410–2 m) = 3,8110–1 m
água  110–3 Pa.s
Coeficiente (Número) de Reynolds
Ex.: Qual deve ser a velocidade máxima da água para que seu escoamento seja laminar, nas condições do exemplo anterior? Ou seja,  = 1103 kg/m3, D = 15” = 3,8110–1 m e   110–3 Pa.s (20C).
Coeficiente (Número) de Reynolds
Ex.: E qual deve ser o diâmetro para que mesmo escoamento seja laminar, mantendo a velocidade de 20 cm/s e as demais condições anteriores? Ou seja,  = 1103 kg/m3 e   110–3 Pa.s (20C).
Cinemática dos Fluidos
A Cinemática dos Fluidos estuda o comportamento de um fluido em movimento.
Vazão Volumétrica (QV)
A vazão volumétrica (QV) representa a rapidez com a qual um volume escoa.
V: volume (m3)
t: intervalo de tempo (s)
Vazão Volumétrica (QV)
Método experimental: Medidor de vazão:
Rotâmetro:
Vazão Volumétrica (QV)
Relação entre área (A) e velocidade (v):
V: volume (m3) t: intervalo de tempo (s)
d: distância (m) A: área (m2)
Vazão Volumétrica (QV)
Relação entre área (A) e velocidade (v):
Vazão em Massa (Qm)
m: massa (kg)
t: intervalo de tempo (s)
A vazão em massa (Qm) indica a massa que escoa em certo intervalo de tempo.
: massa específica (kg/m3)
V: volume (m3)
t: intervalo de tempo (s)
Vazão em Massa (Qm)
: massa específica (kg/m3)
V: volume (m3)
t: intervalo de tempo (s)
Qv: vazão volumétrica (m3/s)
Vazões (Q)
Em volume:
Em massa:
Em peso:
P=mg
=g
Relações entre Vazões (Q)
Exercícios
1) Calcule o tempo que levará para encher um tambor de 200L, sabendo-se que a velocidade de escoamento do líquido é de 0,4 L/min. 
Exercícios
2) Calcule o tempo que levará para encher um tambor de 212L, sabendo-se que a velocidade de escoamento do líquido é de 0,3m/s e o diâmetro do tubo conectado ao tambor é igual a 30mm.
Exercícios
2) Calcule o tempo que levará para encher um tambor de 212L, sabendo-se que a velocidade de escoamento do líquido é de 0,3m/s e o diâmetro do tubo conectado ao tambor é igual a 30mm.
Exercícios
2) Calcule o tempo que levará para encher um tambor de 212L, sabendo-se que a velocidade de escoamento do líquido é de 0,3m/s e o diâmetro do tubo conectado ao tambor é igual a 30mm.