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Mecânica dos
Fluídos e reologia
Prof. Gerônimo Virgínio Tagliaferro
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Ementa
1) Fundamentos de mecânica dos fluidos. Revisão de estática dos fluidos.
2) Formulação integral e diferencial das equações de
transporte de massa, energia e quantidade de movimento.
3) Análise dimensional e semelhança. Escoamento incompressível de
fluidos ideais e viscosos, regime laminar e turbulento.
4) Equação de Navier-Stokes. Teoria da camada limite. Escoamento de
fluidos não newtonianos. Formulação tensorial: tensão e deformação.
5) Viscosidade e reometria. Viscoelasticidade. Aplicações.
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Programa completo
1) Introdução: conceito de fluido; propriedades e conceito de contínuo;modelagem de processos de transferência; métodos de análise;dimensões e unidades.
2) Revisão de estática de fluidos: equação básica da hidrostática, variaçãode pressão em um fluido estático; princípios de Stevin, de Pascal e deArquimedes.
3) Formulação integral das equações de transporte: teorema de transportede Reynolds; aplicação para os princípios de conservaçã de massa,quantidade de movimento e energia; equação de Bernoulli.
4) Formulação diferencial das equações de transporte: descrição doescoamento; forma diferencial: dos princípios de conservaçãode massa, quantidade de movimento e energia; formulaçãoadimensional, análise dimensional e semelhança. Gruposadimensionais: número de Reynolds e número de Grashoff.
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Programa completo
5) Escoamento incompressível interno: equações de Euler; lei de Newtonpara a viscosidade, tensões de cisalhamento; equação deNavier-Stokes; regimes de escoamento: escoamento laminar eturbulento. Cálculo de perda de carga (distribuída e localizada),coeficiente de atrito.
6) Escoamento incompressível externo: introdução à camada limite;escoamento ao redor de corpos, força da arraste.Introdução a reologia. Definição e formulação tensorial de tensão edeformação.
7) Tipos de deformação e escoamento demateriais. Equações fundamentais da reologia. Escoamento de fluidosnewtonianos e não newtonianos.
8) Viscosimetria e reometria. Reologia de sistemas dispersos. Colóides eemulsões. Soluções diluídas. Viscosimetria capilar. Aplicações
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Datas das Provas e Critério
P1 –
P2 –
REC –
CRITÉRIO DE AVALIAÇÃO
- MétodoA avaliação será feita por meio de duas provas escritas P1 e P2 e por listas de exercícios e relatórios.CritérioA Nota final (NF) será calculada pela média ponderada das provas escritas e pela média dos trabalhos TR da seguintemaneira: NF = (P1 + 2*P2 + TR)/4Norma de RecuperaçãoA recuperação será feita por meio de uma prova escrita (PR) e a média de recuperação (MR) calculada pela fórmula: MR =(NF + PR)/
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Bibliografia
• 1) YONG, D. F.; OKIISHI, T. H.; MUNSON, B.R. Fundamentos
da mecânica dos fluidos. São Paulo: Edgard Blucher
2) BRUNETTI, F. Mecânica dos fluídos. São Paulo: Pearson
Education.
3) FOX, Robert W. Introdução à mecânica dos fluídos. Rio de
Janeiro: LTC.
4) WHITE, Frank M. Mecânica dos fluídos. Rio de Janeiro:
Mcgraw-hill Interamericana.
5) BIRD,R. B.; STEWART, W. E.; LIGHTFOOT, E. N.
Fenômenos de Transporte. LTC Editora, 2004.
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Estática dos Fluídos
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Pressão
𝑝 =𝑑𝐹𝑛𝑑𝐴
𝑝 =𝐹𝑛𝐴
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Teorema de Stevin
- A diferença de pressão entre dois pontos de um fluido
em repouso é igual ao produto do peso específico do
fluido pela diferença de cotas dos dois pontos.
𝑃𝑁 − 𝑃𝑀 = 𝛾ℎ = 𝛾(𝑧𝑀 − 𝑧𝑁
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# A pressão no mesmo plano ou nível horizontal é a mesma
Não interessa a distância entre eles, mas sim a diferença de cotas.
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A Pressão num ponto de um fluido em repouso é a
mesma em qualquer direção
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Lei de Pascal
A pressão aplicada num ponto de um fluido em repouso
transmite-se integralmente a todos os pontos do fluido
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Carga de PressãoÉ possível expressar a pressão num certo fluido em unidade de comprimento
𝑃 = 𝛾ℎ então ℎ =𝑃
𝛾[unidade de comprimento]
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Escala de pressão
𝑃𝑎𝑏𝑠 = 𝑃𝑎𝑡𝑚 − 𝑃𝑒𝑓
1 atm = 760 mmHg = 101230 Pa = 101,23kPa = 10.330 kgf/m2 = 1,033 kgf/cm2
= 1,01 bar = 14,7 psi = 10,33 mca
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A equação manométrica
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Exercícios
1) Determinar as pressões efetivas e absolutas:
a) Do ar;
b) No ponto M
Dados leitura barométrica 740 mmHg, óleo = 8500 N/m3
Hg = 136000 N/m3
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