7/24/2019 Aula 01 mecnica dos fluidos

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Mecnica dos FluidosProf. Rodrigo Konrathkonrath@uceff.com.br

1. Propriedades dos Fluidos1.1 Densidade ou massa Especifica

densidade ! definida como massa por unidade

p=mv[kgm

3 ]lgumas "e#es$ a densidade de uma substancia ! dada em rela%&o ' densidade de umasubstancia muito conhecida. ( chamada de densidade relati"a ou gra"idade especifica

SG=

H2O4

) peso de uma unidade de "olume de uma substancia ! chamada de peso especifico e !e*presso como+

=pg[ Nm3 ])nde g ! a acelera%&o da gra"idade 9,81

m

s2

Para relacionar a Press&o$ temperatura e densidade de uma substancia$ utili#amos aschamadas e,ua%-es de estado. mais conhecida ! a lei dos gases ideais

PV=nRT /onstante uni"ersal dos gases 0 8,314J

molK

/omo

Massa da substanciam

n=

PV=mRTMM

P=RTMM

P=RT

R 0/onstante de uma g2s particular

E* 1.1 3m tan,ue de um ar comprimido apresenta "olume igual a 2,38102m

3

. Determine

a massa especifica e o peso do ar contido no tan,ue ,uando a press&o relati"a do ar no tan,ue

for igual a 456 KPa. dmita ,ue a temperatura do ar no tan,ue ! igual a 21 e ,ue a

press&o atmosf!rica "ale 101,3KPa

Dado

Rar=2,869102 J

KgK

V=2,38102m3

Par=340KPa

T=21

Patm=101,3Kpa

Rar=2,869102 J

KgK

Pabs=Par+Patm

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||=340KPa+101,3KpaP

||=441,3KPa

P

/alculando o

P=RT

441300Pa=(2,869102 J

KgK)(295,15K)

=(2,869102

J

KgK)(295,15K)

340KPa =5,23

K g

m3

Calculando o Peso especifico

=5,23Kg

m39,81

m

s2 =51 32

N

m3

=g=mg

V

=g=mg

V

51,32N

m3=

mg

2,38102

m3

mg=1,22N

1.7 Press&o de "apor e /a"ita%&o

8ob dada press&o$ a tempera em ,ue uma substancia pura muda de fase ! chamada de

temperatura de satura%&o Tsat . De maneira semelhante$ numa dada temperatura$ a press&o

sob a ,ual uma substancia pura muda de fase ! denominada de press&o de satura%&o Psat .

press&o de "apor Pv de uma substancia pura ! definida como a press&o e*ercida por

seu "apor em e,uil9brio de fase com seu li,uido numa dada

temperatura. press&o parcial ! definida como press&o de um g2s ou "apor numa mistura comoutros gases./aso$ em algum ponto de um escoamento$ a press&o do li,uido caia para um "alor abai*o

da press&o de "apor$ formam:se bolhas de "apor no local$ conhecidas como bolhas deca"ita%&o.

/a"ita%&o de"e ser e"itada nos sistemas de escoamento 0ou pelo menos$ minimi#ada"isto ,ue redu# o desempenho$ gera "ibra%-es e ru9dos irritantes e causa a"arias noe,uipamento.

1.4 /ampo ;elocidade

"elocidade em ,ual,uer ponto do escoamento pode "ariar de um instante a outro.

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s propriedades podem "ariar de ponto a ponto no campo$ mas todas as propriedadespermanecem constantes com o tempo no escoamento permanente.

1.5 Escoamento 3ni$ >i e ?ridimensionais

Esta classifica%&o ! dada em fun%&o do nmero de coordenadas espaciais necess2rias parase especificar o escoamento ou o campo "elocidade.

Auando o campo escoamento ! denominado tridimensional$ ele ! tamb!m transiente pois a"elocidade em ,ual,uer um de seus pontos depende das trBs coordenadas re,ueridas para selocali#ar o ponto no espa%o e no tempo.

Durante o desen"ol"imento do perfil de "elocidade num escoamento dentro de um canocircular$ o escoamento ! bidimensional na regi&o de entrada como$ e depois torna:seunidimensional ,uanto o perfil est2 completamente desen"ol"ido.

s for%as ,ue agem sobre os fluidos consistem em for%as de campo$ como a gra"idade e afor%a eletromagn!tica$ e em for%as de superf9cie$ como as for%as de press&o ,ue agem sobre a

superf9cie do elemento.

Perfl

totalmente