Fundamentos e Propriedades Essenciais dos Fluidos

Fluido

O estado de um fluido não depende de um estado da matéria em particular, mas sim de um certo comportamento das partículas da substância em questão. No entanto, fluidos para aplicações industriais são classificados em dois tipos:

• Fluidos Incompressíveis

  São aqueles que, sob a ação de uma força externa, permanecem inalterados em termos de volume, sendo eficientes na transmissão de energia (ex: líquidos).

• Fluidos Compressíveis

  São aqueles que experimentam variação em volume, tornando-os excelentes acumuladores de energia (ex: gás e vapor).

Propriedades dos Fluidos

As propriedades dos fluidos podem ser de dois tipos, que estabelecem qualidades qualitativas e quantitativas. As propriedades quantitativas possuem uma unidade de medida (q).

Densidade

É a taxa na qual uma determinada massa é distribuída em seu volume. É expressa pela fórmula:

ρ = m / V (kg/m³)

Densidade Relativa

É a taxa na qual a densidade de uma substância é comparada com a densidade de uma substância padrão. No caso de fluidos incompressíveis, a substância padrão é a água destilada a 4 °C e, no caso de fluidos compressíveis, a substância padrão é o ar normal.

Peso Específico

É a razão pela qual o peso de uma substância ou fluido é distribuído em seu volume. É expresso pela fórmula:

γ = W / V = m * g / V = ρ * g (N/m³)

Onde: ρ = m / V e V = m / ρ

Tensão Superficial

É representada como uma fina membrana elástica que é gerada na superfície de um líquido, devido à interação de forças moleculares, como as forças de coesão e forças adesivas.

Pressão

É a razão pela qual a força exercida por um fluido atua perpendicularmente à superfície. É expressa pela fórmula:

P = F / A (N/m² = Pa)

A pressão absoluta é calculada como:

P_absoluta = P_relativa + P_atmosférica

Pressão Hidrostática

Estuda o comportamento de fluidos incompressíveis em repouso. Quando um fluido compressível está em repouso, a pressão hidrostática é considerada apenas como uma variável da altura do ponto de medição, expressa da seguinte forma:

P_hidro = ρ_f . g . h_f

Força Hidrostática

São aquelas em que a pressão interage com um fluido em uma determinada área. As superfícies que podem ser analisadas são superfícies planas (horizontais, verticais ou inclinadas) e superfícies curvas.

Princípio de Pascal

Prevê que uma pressão hidrostática gerada é transmitida com igual magnitude em todas as direções e sentidos em que o fluido atua. Produz, portanto, um efeito multiplicador sobre as forças pelo aumento da área. Caso contrário, a força diminui na mesma proporção em que a área diminui. Quando se interage com diâmetros, a relação é direta, mas a força será aumentada quadraticamente (por exemplo, dobrar o diâmetro aumenta a força em 4 vezes).