Mecânica dos Fluidos

Mecânica dos Fluidos

1. Principais propriedades dos fluidos

   • Densidade
     • Definida como massa por unidade de volume
       • Densidade da maioria dos gases
         • Proporcional à pressão e inversamente proporcional à temperatura
       • Densidade de líquidos e sólidos
         • São substâncias normalmente incompressíveis e sua variação com a pressão é normalmente desprezível
       • Unidade no SI: Kg/m^3
     • Líquidos
       • Densidade constante ( N° de Mach menor ou igual a 0,3)
     • Gases
       • Densidade variável
       • Compostos por uma imensa quantidade de moléculas
         • Gás ideal
           • Interação acontece entre as moléculas e por meio das colisões elásticas
             • Todo gás é descrito pela equação de estado
               • Equação que relaciona pressão, temperatura e densidade ( ou volume específico) de uma substância (PV= nRT)
                 • Unidade no SI: K
           • São considerados gases ideais: ar, nitrogênio, oxigênio, hidrogênio, hélio, argônio, neônio, etc.
           • Não são considerados gases ideais: vapor de água de usinas de energia elétrica a vapor, vapor dos refrigerantes dos refrigeradores, aparelhos de ar-condicionado, etc.
   • Volume específico
     • Definido como volume por unidade de massa
       • Unidade no SI: m^3/kg
   • Gravidade específica
     • Razão entre a densidade do fluido e a densidade de um fluido padrão
       • Adimensional
   • Peso específico
     • Definido como o peso por unidade de volume
       • Unidade no SI: N/m^3

2. Pressão de vapor e cavitação

   • Pressão de vapor (Pv) de uma substância pura
     • Pressão exercida por seu vapor em equilíbrio de fase com seu líquido numa dada temperatura.
       • Podemos pensar de duas formas o EQUILÍBRIO DE FASE
         • Não haverá molécula evaporando e nem condensando
         • Se o número de moléculas que tiver evaporando for igual ao número de moléculas que estiver condensando, temos também um equilíbrio de fases
     • É função da temperatura
       • Quanto maior a temperatura, mais moléculas escaparão, ou seja, haverá um aumento na pressão de vapor.
     • Só existirá pressão quando houver um EQUILÍBRIO DE FASES.
   • Oferece perigo aos equipamentos de hidráulica
   • Cavitação
     • O impacto das bolhas de vapor na superfície metálica é muito forte para danificar a sua estrutura e provocar erosão.
       • Pressão cai abaixo da pressão de vapor, levando a um colapso de todo o sistema
     • Desvantagem: corrosão e perda de eficiência dos equipamentos
     • Vantagem: redução na resistência do movimento do torpedo supercavitante
     • Deve-se evitar cavitação tentando trabalhar com equipamentos de Mecânica e Hidráulica em um regime em que a pressão no local seja maior ou igual que a pressão de vapor

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