Fluidos

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Apostila de Mecânica dos Fluídos

Objetivo(s) da apostila: Objetivo(s) da apostila: Conceituar e descrever propriedades e
processos aplicados a engenharia que utilizam fluidos, aplicando as lei e equações da
estática, cinemática e dinâmica, que representam as transformações sofridas pelos
fluidos em diversas aplicações em sistemasenergéticos.
Professor: João Porto
Curso:
Engenharia (Mecânica e Produção)

Disciplina: Mecânica dos Fluídos

Mecânica dos Fluídos – Engenharia
Prof. João Porto

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Seção 01
Objetivo da seção: Definir o que é fluidos, descrever as principais propriedades e conceituar alguns
tipos de processos.

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Propriedades dos Fluidos
1.1-

IntroduçãoMecânica dos Fluidos é a ciência que estuda o comportamento físico dos fluidos,
assim como as leis que regem esse comportamento.
As bases lançadas pela Mecânica dos Fluidos são fundamentais para muitos ramos
de aplicação da engenharia. Dessa forma, o escoamento de fluidos em canais e
condutos, a lubrificação, aos esforços em barragens, os corpos flutuantes, as
máquinas hidráulicas, a ventilação, aaerodinâmica e muitos outros assuntos lançam
mão das leis da Mecânica dos Fluidos para obter resultados de aplicação prática.
Como se pode observar, pelo exposto, poucos são os ramos da engenharia que
escapam totalmente do conhecimento dessa ciência que se torna, assim, uma das
de maior importância entre as que devem fazer parte dos conhecimentos básicos do
engenheiro.

1.2-

Conceitosfundamentais e definição de fluido

A definição de fluido é introduzida, normalmente, pela comparação dessa substância
com um sólido. A definição mais elementar diz: Fluido é uma substância que não
tem uma forma própria, assume o formato do recipiente. A Figura 1 ilustra o
significado desse enunciado.

Figura 1.1

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Os fluidos são, portanto, os líquidos e os gases,sendo que estes ainda se
distinguem dos primeiros por ocuparem todo o recipiente, enquanto os líquidos
apresentam uma superfície livre.
Uma outra definição está novamente ligada à comparação de comportamento entre
um sólido e um fluido, por uma observação prática denominada "Experiência das
Duas Placas", descrita a seguir.
Seja um sólido preso entre duas placas planas, uma inferior fixa e outrasuperior
solicitada por uma força tangencial Ft (na direção do plano da placa) (Figura 1.2a).

Figura 1.2
Mantida a força Ft constante, nota-se que o sólido se deforma angularmente (Figura
1.2b) até alcançar uma nova posição de equilíbrio estático. Nessa posição, as
tensões internas equilibram a força externa aplicada e somente uma variação da
força Ft, faria com que houvesse umamodificação da nova configuração do sólido.
Pode-se dizer, então, que um sólido, solicitado por uma força tangencial constante,
deforma-se angularmente, mas atinge uma nova configuração de equilíbrio estático
(Figura 1.2b).
A mesma experiência será agora realizada colocando-se um fluido entre as placas.
Suponha que seja possível, por exemplo, por meio de um corante, visualizar um
certo volume ABCD dofluido (Figura 1.3a). Sendo a placa inferior fixa e a superior
móvel, ao se aplicar a força tangencial Ft na placa superior, esta irá se deslocar.
A primeira observação importante nessa experiência é que pontos correspondentes
do fluido e da placa continuam em correspondência durante o movimento; assim, se
a placa superior adquire uma velocidade , os pontos do fluido em contato com ela

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terão a mesma velocidade , e os pontos do fluido em contato com a placa fixa
ficarão parados junto dela.
Então, o que se observa é que o volume ABCD de fluido, sob a ação da força F
deforma-se continuamente, não alcançando uma nova posição de equilíbrio estático,
supondo-se as placas de comprimento infinito.
Essa experiência permite a distinção entre sólidos e...
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