Guia - fenômeno dos transportes

IT 503 – Fundamentos de Hidráulica

Agosto/2008

FUNDAMENTOS DE HIDRÁULICA

1. INTRODUÇÃO À MECÂNICA DOS FLUIDOS E HIDRÁULICA

1.1 Conceituação

“Streeter” define os fluidos como "uma substância que se deforma continuamente quando submetida a uma tensão de cisalhamento, não importando quão pequena possa ser esta "tensão". Uma força de cisalhamento é a componente tangencial da força que age sobre a superfície; dividida pela área da superfície dá origem à tensão média de cisalhamento. Pode-se dizer assim que a tensão de cisalhamento em um ponto é o valor limite da razão entre a força de cisalhamento e a área, quando esta tende a um ponto. Seja uma substância contida entre duas placas planas e paralelas, como mostra a Figura 1.

vi vo

Figura 1 – Deformação de um fluído contido entre duas placas. Considere-se que as placas são suficientemente grandes para que as perturbações das bordas não influam na experiência. Se a placa inferior é fixa e uma força F é aplicada tangencialmente na placa superior, de área A, surge uma tensão de cisalhamento na substância.
F A
1

Tensão de cisalhamento

σ=

Profs. Daniel Fonseca de Carvalho e Leonardo Duarte Batista da Silva

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Agosto/2008

Se a placa sob a ação da força movimentar-se com velocidade vi constante e o fluido escoar com cada partícula movimentando-se paralelamente à placa e com velocidade, v, variando na vertical de vo a vi, tem-se então o caso de a substância entre as placas ser um fluido. Experimentalmente verificou-se também que para escoamento em regime laminar, caso da experiência, a força F é proporcional à área A, à velocidade v e inversamente à distância vertical, Y.

F=µ

A vi Y

Logo, a equação pode ser escrita assim:

σ=µ

vi dv =µ Y dy

O termo µ é o fator de proporcionalidade, denominado coeficiente de viscosidade dinâmica (ou absoluta) dos fluidos. É uma característica dos fluidos. Um fluido por hipótese sem viscosidade e sem