27/08/2018

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FENÔMENOS DE

TRANSPORTE

Propriedades dos Fluidos

Prof. Miguel Toledo del Pino, Dr.

VISCOSIDADE

• Resistência ao deslocamento de camadas de moléculas líquidas,

umas sobre as outras.

F : força de cisalhamento (kgf ou N)

: viscosidade absoluta ou dinâmica (kgf s m-2 ou N s m-2)

y : distância entre as placas (m)

𝐹 = 𝜇.𝐴. 𝑉

𝑦

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VISCOSIDADE (cont…)

• Relação entre a viscosidade dinâmica e viscosidade cinemática

: viscosidade cinemática (m2 s-1)

VISCOSIDADE (cont…)

• A viscosidade dinâmica da água varia em função da variação da

temperatura. Ela pode ser calculada, em função da temperatura

(oC), de acordo com a seguinte equação:

𝜇 =0,000181

1 + 0,003368. 𝑇 + 0,000221. 𝑇2

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EXERCÍCIOS

• Um cilindro, com 40 cm de diâmetro () e 8 cm de altura (h),

escorrega sobre um plano lubrificado ( = 1,25x10-6 m2 s-1 e

= U/1000), com inclinação de 45° em relação a horizontal.

• Sabendo-se que o cilindro pesa 49 N, determinar a espessura

da película lubrificante, em mm,para uma velocidade final de

deslocamento do corpo de 2,5 m s-1.

EXERCÍCIOS

Desenho sem escala –

unidades em centímetros

F

FxFy 45o

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EXERCÍCIOS

• Calcule a força F necessária para arrastar um bloco

em formato cúbico, de aresta de 15 cm, que está

sobre uma superfície plana, lubrificada com um

óleo de viscosidade cinemática () =U/107 m2 s-1.

A distância percorrida pelo bloco foi de 50 cm, com

um tempo de 10 segundos. A espessura do fluido

lubrificante foi de 0,8 mm. O esquema está

representado abaixo. Dados: = 0,75.

EXERCÍCIOS

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EXERCÍCIO AVALIATIVO

• Determine a espessura do fluido lubrificante (y),

cuja = 1,175 x 10-6 m2 s-1 e = U/1000. Dados:

A = 0,0625 m2, v = 1,65 m s-1 e F = 45 kgf.

54oF

COESÃO

• Força de atração entre moléculas da própria

substância.

• É a propriedade pela qual as partículas fluidas

resistem a reduzidos esforços de tensão.

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COESÃO

• A coesão de partículas permite a formação de

gotas e de jatos de água.

• As forças de coesão variam de um líquido para

outro, sendo maiores no mercúrio do que na

água.

ADESÃO

• É a força de atração entre as moléculas de um

líquido e as paredes do sólido em contato.

• Esforços de adesão verificam-se entre moléculas

de duas substâncias diferentes.

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RELAÇÃO COESÃO

E ADESÃO

• Quando a força de adesão for maior que a força

de coesão, o líquido molha a superfície sólida.

• Exemplo: Água e vidro

Classificação do Fluidos

• Fluido ideal: despreza-se a viscosidade ( = 0) e

a tensão de cizalhamento ( = 0). Representado

pelo eixo das abcissas

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Fluido Ideal

Classificação do Fluidos

• Fluido newtoniano: obedece à Lei de Newton

de viscosidade. É representado, graficamente, por

uma reta passando pela origem, cuja inclinação

vai depender da viscosidade do fluido.

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Fluido Ideal

Newtoniano

Classificação do Fluidos

• Fluido não newtoniano: há deformação,

embora não proporcional à tensão cisalhante,

exceto para baixo valores de . No início começa

com um segmento de reta para baixos valores de

, que se transforma em curva acentuada para

altos valores.

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Fluido Ideal

Newtoniano

Não Newtoniano

Classificação do Fluidos

• Plástico ideal: suporta determinada tensão de

cisalhamento sem deformação. Em seguida,

ocorre deformação proporcional a .

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Fluido Ideal

Newtoniano

Não Newtoniano

Plástico

Classificação do Fluidos

• Sólido real: representação gráfica é uma reta

pouco afastada da vertical.

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Fluido Ideal

Newtoniano

Não Newtoniano

Sólido Real Plástico

Classificação do Fluidos

• Sólido ideal: não há deformação, em qualquer

situação. A representação gráfica é uma reta

vertical coincidente com o eixo das ordenadas.

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Fluido Ideal

Newtoniano

Não NewtonianoS

óli

do

Id

eal

Sólido Real Plástico

Classificação do Fluidos

• Líquidos Newtonianos: a viscosidade não é

afetada pela agitação. Ex.: água e óleos minerais.

• Tixotrópicos: a viscosidade diminui com o

aumento da agitação (temperatura constante).

Ex.: gorduras, melaços, colas, asfaltos etc.

• Dilatante: a viscosidade aumenta com a agitação

(temperatura constante) Ex.: certas argamassas

de argila.