Propriedades dos Fluídos

Propriedades dos Fluídos

1. Densidade

   • densidade média
     • porção de massa dividido por volume
   • dens. pontual
     • acontece quando ao tornar o volume muito pequeno
   • Aparelhos de medição
     • picnômetro
     • balança de densidade
     • densímetro
   • Gravidade específica (densidade relativa)
     • dens. do fluído / dens de um fluído padrão

2. peso específico

   • peso/ volume -> dens. x gravidade
   • líq: dens constante (em qualquer ponto)
   • gases: dens variável (depende do local, pressão...)
     • Nm < ou = 0,3 (dens constante)
     • gás ideal: dens= Pressão local/ Const do gás x temp

3. Volume específico

   • volume/massa
     • 1/ρ

4. Pressão de Vapor

   • exercida pelo vapor quando se atinge/durante o equilíbrio de fase
     • *Equilíbrio de fase: num de mol. na forma de vapor = num de mol. condensados
   • Instrumentos e sensores de pressão
     • Baseados na gravidade: barômetros, manômetros, pistão de peso morto.
     • Deformação elástica: tubo de bourdon, diafragma, extensômetro (stain-gage)
     • Comportamento de gases: compressão de gás (McLeod), condutância térmica (Pirani), impacto molecular (Knudsen), ionização, condutividade térmica, etc.
     • Saída elétrica: resistência (Bridgman), extensômetro, capacitivo, piezoelétrico, LVDT, freqüência de ressonância, etc.
   • função da temperatura
   • Considerada em projetos de instalações prediais de água fria ou quente

5. Cavitação

   • formação de bolhas quando a pressão cai abaixo da pressão de vapor.
   • Nos espectros de vibração, identifica-se a cavitação pelo surgimento de sinais randômicos (sinais sem definição exata), na região de baixa freqüência (80 à 200Hz) nos espectros de velocidade e em alta freqüência nos espectros de aceleração.
   • Efeitos:
     • desvantagem: corrosão de equip. de mec. dos fluídos; eficiência cai quando temos cavitação
       • corrosão: surge quando ocorre uma implosão de bolhas nas superf. do metal
     • vantagem: (torpedo supercavitante) = bolha ao redor do torpedo -> redução na resistência do movim. do torpedo

6. Compressibilidade isotérmica:

   • α médio= (deformação volumétrico/ variação de pressão) t= const
   • deformação do fluído com pressão
   • Coeficiente de compressibilidade isotérmica:
     • k = 1/α = (variação pressão/ deformação volumétrica) t= const
     • Liquidos: k grande= ΔPgrande e ΔV pequeno
       • Gases: k pequeno= grande ΔV quando aplica pequena ΔP
         • Pressão de um gás ideal é a medida do coeficiente de compressibilidade dele
           • Quanto maior a pressão, maior é a compressibilidade, então mais difícil para deformar

7. Coeficiente de Expansão Volumétrica:

   • βmed= (deformação volumétrica/ variação da temperatura)p=const

8. Efeito Global na deformação do fluído

   • fluído sofrendo variação de pressão e temperatura

9. Viscosidade

   • É a medida da resistência que um fluído oferece ao escoamento e/ou deformação
   • Causas:
     • Liquidos: interações moleculares(forças de coesão)
       • Gases: colisões
   • Como Fazer a medição:
     • viscosímetro,
   • τcis α du/dy
     • newtonianos = linearmente proporcional
       • τc= k|du/dy|; k= viscosidade dinâmica
     • não newtonianos: τ não exibe um comportamento linearmente dependente com a du/dy
       • τc= k(du/dy)^n; n≠ 1, k= viscosidade aparente
   • viscosidade cinemática= visc. dinâmica/ dens. do fluído
   • Efeitos
     • Torque da força viscosa
       • afeta a potência dos dispositivos

10. Tensão Superficial

    • Resultado do comportamento elástico da superficial livre de fluído em rojão de um desbalanço de forças
    • Força de tensão superf:
      • σ=Fts/l
    • efeito Marangoni

11. Efeito Capilar

    • tubos com diamêtros bem pequenos
      • Causas
        • moleculares
        • coesão(interações entre as mol. dos fluídos)
        • adesão(interações das mol. do fluídos c/ as mol da superf sólida