Fenomenos de transporte

UNIDADE 2. Estática dos fluidos.
[pic]

Estática é a ciência que estuda o fluido em repouso. Pode ser subdividida em aerostática, que lida com gases em repouso, e hidrostática, que lida com líquidos em repouso. Nesta unidade será vista a equação geral da estática dos fluidos e sua integração para líquidos (para obter a lei de Stevin) e para gases. O resultado esperado é que o aluno saiba como calcular variações de pressão em líquidos e em gases.

2.1. Tipos de esforços e diferenças entre sólidos e fluidos.

Para que possamos desenvolver uma equação apropriada aos cálculos de variação de pressão em fluidos, no entanto, precisamos de alguns conhecimentos fundamentais sobre como os esforços se propagam nesses fluidos. Vamos inicialmente definir os tipos de esforços e, em seguida, passar às considerações necessárias.

Tipos de esforços. Dentre os tipos mais comuns de esforços, temos os de tração, compressão e cisalhamento. Este último esforço ocorre, por exemplo, quando empurramos uma mesa sobre o piso da cozinha: a força envolvida é tangencial ao movimento.

De um modo geral, todo esforço encontra-se distribuído em uma certa área de atuação. Essa distribuição pode ser uniforme ou pode variar localmente. Por este motivo, quando desejamos obter o esforço total atuante sobre uma determinada área, precisamos saber o modo como o mesmo encontra-se distribuído ao longo dessa área, para podermos efetuar uma integração apropriada. Por este motivo, define-se tensão como uma força por unidade de área, ou distribuída ao longo de uma área. Tensão cisalhante ou tangencial é a força cisalhante por unidade de área. Tensão normal é a força normal por unidade de área.

Para a mecânica dos fluidos, a distinção entre sólidos e fluidos é feita com base na reação destes à ação de esforços cisalhantes:

- um sólido quando sujeito a um esforço cisalhante apresenta uma deformação finita (ou a ruptura). Um fluido sob a ação de um esforço cisalhante deforma-se