viscosidade · •fluido ideal: despreza-se a viscosidade ( = 0) e a tensão de cizalhamento ( =...
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27/08/2018
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FENÔMENOS DE
TRANSPORTE
Propriedades dos Fluidos
Prof. Miguel Toledo del Pino, Dr.
VISCOSIDADE
• Resistência ao deslocamento de camadas de moléculas líquidas,
umas sobre as outras.
F : força de cisalhamento (kgf ou N)
: viscosidade absoluta ou dinâmica (kgf s m-2 ou N s m-2)
y : distância entre as placas (m)
𝐹 = 𝜇.𝐴. 𝑉
𝑦
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VISCOSIDADE (cont…)
• Relação entre a viscosidade dinâmica e viscosidade cinemática
: viscosidade cinemática (m2 s-1)
VISCOSIDADE (cont…)
• A viscosidade dinâmica da água varia em função da variação da
temperatura. Ela pode ser calculada, em função da temperatura
(oC), de acordo com a seguinte equação:
𝜇 =0,000181
1 + 0,003368. 𝑇 + 0,000221. 𝑇2
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EXERCÍCIOS
• Um cilindro, com 40 cm de diâmetro () e 8 cm de altura (h),
escorrega sobre um plano lubrificado ( = 1,25x10-6 m2 s-1 e
= U/1000), com inclinação de 45° em relação a horizontal.
• Sabendo-se que o cilindro pesa 49 N, determinar a espessura
da película lubrificante, em mm,para uma velocidade final de
deslocamento do corpo de 2,5 m s-1.
EXERCÍCIOS
Desenho sem escala –
unidades em centímetros
F
FxFy 45o
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EXERCÍCIOS
• Calcule a força F necessária para arrastar um bloco
em formato cúbico, de aresta de 15 cm, que está
sobre uma superfície plana, lubrificada com um
óleo de viscosidade cinemática () =U/107 m2 s-1.
A distância percorrida pelo bloco foi de 50 cm, com
um tempo de 10 segundos. A espessura do fluido
lubrificante foi de 0,8 mm. O esquema está
representado abaixo. Dados: = 0,75.
EXERCÍCIOS
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EXERCÍCIO AVALIATIVO
• Determine a espessura do fluido lubrificante (y),
cuja = 1,175 x 10-6 m2 s-1 e = U/1000. Dados:
A = 0,0625 m2, v = 1,65 m s-1 e F = 45 kgf.
54oF
COESÃO
• Força de atração entre moléculas da própria
substância.
• É a propriedade pela qual as partículas fluidas
resistem a reduzidos esforços de tensão.
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COESÃO
• A coesão de partículas permite a formação de
gotas e de jatos de água.
• As forças de coesão variam de um líquido para
outro, sendo maiores no mercúrio do que na
água.
ADESÃO
• É a força de atração entre as moléculas de um
líquido e as paredes do sólido em contato.
• Esforços de adesão verificam-se entre moléculas
de duas substâncias diferentes.
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RELAÇÃO COESÃO
E ADESÃO
• Quando a força de adesão for maior que a força
de coesão, o líquido molha a superfície sólida.
• Exemplo: Água e vidro
Classificação do Fluidos
• Fluido ideal: despreza-se a viscosidade ( = 0) e
a tensão de cizalhamento ( = 0). Representado
pelo eixo das abcissas
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Fluido Ideal
Classificação do Fluidos
• Fluido newtoniano: obedece à Lei de Newton
de viscosidade. É representado, graficamente, por
uma reta passando pela origem, cuja inclinação
vai depender da viscosidade do fluido.
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Fluido Ideal
Newtoniano
Classificação do Fluidos
• Fluido não newtoniano: há deformação,
embora não proporcional à tensão cisalhante,
exceto para baixo valores de . No início começa
com um segmento de reta para baixos valores de
, que se transforma em curva acentuada para
altos valores.
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Fluido Ideal
Newtoniano
Não Newtoniano
Classificação do Fluidos
• Plástico ideal: suporta determinada tensão de
cisalhamento sem deformação. Em seguida,
ocorre deformação proporcional a .
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Fluido Ideal
Newtoniano
Não Newtoniano
Plástico
Classificação do Fluidos
• Sólido real: representação gráfica é uma reta
pouco afastada da vertical.
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Fluido Ideal
Newtoniano
Não Newtoniano
Sólido Real Plástico
Classificação do Fluidos
• Sólido ideal: não há deformação, em qualquer
situação. A representação gráfica é uma reta
vertical coincidente com o eixo das ordenadas.
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Fluido Ideal
Newtoniano
Não NewtonianoS
óli
do
Id
eal
Sólido Real Plástico
Classificação do Fluidos
• Líquidos Newtonianos: a viscosidade não é
afetada pela agitação. Ex.: água e óleos minerais.
• Tixotrópicos: a viscosidade diminui com o
aumento da agitação (temperatura constante).
Ex.: gorduras, melaços, colas, asfaltos etc.
• Dilatante: a viscosidade aumenta com a agitação
(temperatura constante) Ex.: certas argamassas
de argila.