Fundamentos de Mecânica dos Fluidos

Propriedades dos Fluidos

Tensão Superficial

Na interface entre um líquido e um gás ou entre dois líquidos, forma-se uma película devido às forças de atração entre as moléculas do líquido abaixo da superfície.

Pressão de Vapor

Quando a pressão na superfície livre de um líquido desce até à respetiva pressão de vapor, o líquido entra em ebulição, verificando-se a libertação de moléculas da superfície.

Compressibilidade

Toda a matéria é, em certa medida, compressível, ou seja, uma variação da tensão de compressão produz uma alteração no seu volume.

• Aumento da pressão
• Diminuição do volume
• Aumento da massa específica

Viscosidade

Resistência que os fluidos apresentam à deformação.

• Viscosidade absoluta: independente (quase…) da pressão para gases e líquidos.

Tipos de Fluidos

• Fluido Newtoniano: a viscosidade é independente do gradiente de velocidades em escoamento retilíneo.
• Fluidos Dilatantes: a viscosidade aumenta com o gradiente de velocidades. Ex.: soluções de açúcar muito concentradas.
• Fluidos Pseudoplásticos: a viscosidade diminui com o gradiente de velocidades.

Estática dos Fluidos

Capítulo da mecânica dos fluidos em que se estudam os fluidos em repouso ou os fluidos em movimento, mas no caso particular de não existirem movimentos relativos entre as partículas (as partículas conservam as posições relativas umas em relação às outras).

P=F/A´

Transdutores

É um dispositivo que transforma um tipo de energia noutro tipo de energia, utilizando para isso um elemento sensor que recebe os dados e os transforma. Pode traduzir informação não elétrica (pressão, velocidade, posição, temperatura) em informação elétrica (corrente, tensão, resistência).

Tipos de Escoamento

• Permanente e Uniforme: Escoamento a caudal constante e elevado num tubo comprido e direito, de secção constante. (Despreza-se a região junto da parede do tubo.)
• Permanente e Não Uniforme: Escoamento a caudal constante num tubo que afunila.
• Não Permanente e Uniforme: Escoamento a velocidade elevada, com aumento ou diminuição contínua de caudal, num tubo retilíneo de secção reta constante.
• Não Permanente e Não Uniforme: Escoamento com aumento ou diminuição contínua de caudal num tubo que afunila.

Regimes de Escoamento

• Regime Laminar:
  • Ocorre a velocidades baixas.
  • Movimento das partículas segundo linhas retas.
  • Movimento segundo camadas ou lâminas.
  • À igual distância do eixo, a velocidade é igual (tubos).
• Regime Turbulento:
  • Ocorre a velocidades elevadas.
  • Movimento das partículas segundo trajetórias sinuosas.
  • Movimentos desordenados.
  • Somente a velocidade média é paralela ao eixo do tubo.
  • Ao movimento principal paralelo ao eixo, sobrepõem-se movimentos secundários irregulares.