Apostila_Transcal_Mecfluidos

2. MECÂNICA DOS FLUIDOS
2.1. DEFINIÇÕES e PROPRIEDADES DOS FLUIDOS
2.1.1. DEFINIÇÃO DE FLUIDO
Fluido é uma substância que não possui forma própria ( assume o formato do recipiente ) e que, se em
repouso, não resiste a tensões de cizalhamento ( deforma-se continuamente ).
Tensão de Cizalhamento é a razão entre a o módulo da componente tangencial
da força é a área da superfície sobre a qual a força está sendo aplicada.
F
F n
A
F t
F
τ =
pressão :
n
P =
A
A
F t
A Experiência das Placas
v = 0
F t
v = v 0
y
F t
v = 0
v = 0
x
• Consideremos um fluido em repouso entre duas placas planas. Suponhamos que a placa superior em um
dado instante passe a se movimentar sob a ação de uma força tangencial
• A força F t , tangencial ao ao fluido, gera uma tensão de cizalhamento.
• O fluido adjacentes à placa superior adquirem a mesma velocidade da placa ( princípio da aderência )
• As camadas inferiores do fluido adquirem velocidades tanto menores quanto maior for a distância da placa
superior ( surge um perfil de velocidades no fluido ). Também pelo princípio da aderência, a velocidade do
fluido adjacente à placa inferior é zero.
• Como existe uma diferença de velocidade entre as camadas do fluido, ocorrerá então uma deformação
contínua do fluído sob a ação da tensão de cizalhamento.
2.1.2. VISCOSIDADE ABSOLUTA OU DINÂMICA
A definição de viscosidade está relacionada com a Lei de Newton :
“A tensão de cisalhamento é diretamente proporcional à variação da velocidade ao longo da direção normal às
placas”
dv
τ α
dy
A relação de prporcionalidade pode ser transformada em igualdade mediante uma constante, dando origem à
equação 2.1 ( Lei de Newton ).
dv
τ = µ .
( eq 2.1 )
dy
A viscosidade dinâmica ( µ ) é o coeficiente de proporcionalidade entre a tensão de cizalhamento e o gradiente
de velocidade. O seu significado físico é a propriedade do fluido através da qual ele oferece resistência às
tensões de cizalhamento. Os fluidos que apresentam esta relação linear entre a tensão de cizalhamento e a taxa
de deformação são denominados newtonianos e representam a maioria dos fluidos.
O valor da viscosidade dinâmica varia de fluido para fluido e, para um fluido em particular, esta vicosidade
depende muito da temperatura. Os gases e líquidos tem comportamento diferente com relação à dependência da
temperatura, conforme mostra a tabela 2.1 :
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