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<ul><li><p> 1 </p><p> !</p><p>AULA PRTICA 2 PROPRIEDADES FUNDAMENTAIS DOS FLUIDOS </p><p> 1) - M A S S A E S P E C F I C A ( ) OU DENSIDADE ABSOLUTA ( ). - o quociente entre a Massa do fluido e o Volume que contm essa massa. m = ---------- V </p><p> onde: = massa especfica </p><p> m = massa do fluido </p><p> V = volume correspondente do fluido </p><p> SISTEMA: UNIDADE: </p><p>Sist. Internacional ( S.I.). kg / m3 </p><p>Sist. Tcnico UTM / m3 ou kgf s2 / m4 </p><p> Exemplos: a) massa especfica da gua ( 4 C ) </p><p> = 1 g / cm3 ( Sistema C.G.S. ) </p><p> = 1.000 kg / m3 ( Sistema Internacional S.I. ) </p><p> = 101,94 UTM / m3 ou kgf s2 / m4 ( Sistema Tcnico ) </p><p> b) massa especfica do Mercrio (Hg) </p><p> = 13.595,1 kg / m3 ( Sistema Internacional S.I. ) </p><p> = 1.385,84 UTM / m3 ou kgf s2 / m4 (Sistema Tcnico ) </p></li><li><p> 2 </p><p> 2) - P E S O E S P E C F I C O ( ) </p><p>- o quociente entre o PESO de um dado fluido e o VOLUME que o contm. W = ----------- V </p><p> onde: = peso especfico </p><p> W = peso do fluido </p><p> V = volume correspondente do fluido </p><p> SISTEMA: UNIDADE: </p><p>Sist. Internacional ( S.I.). N / m3 </p><p>Sist. Tcnico kgf / m3 </p><p> Exemplos: a) peso especfico da gua ( 4 C ): = 9.806,65 N / m3 ( Sistema Internacional S.I. ) </p><p> = 1.000 kgf / m3 ( Sistema Tcnico ) </p><p>b) peso especfico do Mercrio ( Hg): </p><p> = 133.368 N / m3 (Sistema Internacional SI) </p><p> = 13.595,1 kgf / m3 ( Sistema Tcnico ) </p><p> OBSERVAO: W m. g = --------- = --------- V V m </p><p> mas, = --------- V portanto, = g </p></li><li><p> 3 </p><p> 3) DENSIDADE RELATIVA OU D E N S I D A D E (): - a relao entre a Massa especfica ( ) de uma substncia e a Massa especfica ( 1 ) de outra substncia, tomada como referncia: = ----------- 1 onde: </p><p> = Densidade (adimensional). </p><p> = Massa especfica do fluido em estudo. </p><p>1 = Massa especfica do fluido tomado como referncia. </p><p> - Adota-se a mesma unidade para e 1 </p><p> Portanto, um nmero ( desprovido de unidade). - A referncia adotada para os lquidos a GUA a 4C: 1 = 1.000 kg / m3 ( Sistema Internacional S.I. ) </p><p> 1 = 101,94 UTM / m3 ou kgf s2 / m4 ( Sistema Tcnico g= 9.81m/s2) </p><p>Substncia: DENSIDADE () : </p><p>lcool etlico 0,80 </p><p>Petrleo 0,88 </p><p>leo Desel 0,82 a 0,96 </p><p>GUA (Destilada) 1,0 </p><p>GUA do Mar (Salgada) 1,02 a 1,03 </p><p>Melado 1,40 a 1,50 </p><p>Tetracloreto de Carbono 1,59 </p><p>MERCRIO 13,6 </p></li><li><p> 4 </p><p>4) V I S C O S I D A D E ( ATRITO INTERNO): </p><p>- a propriedade dos fluidos responsvel pela resistncia ao deslocamento (deformao). Exemplo: leo lubrificante escoa mais lentamente que a gua ou lcool. IMPLICAO: </p><p>- Em conseqncia da viscosidade, o escoamento de fluidos dentro das canalizaes </p><p>somente se verifica com PERDA de energia, perda essa designada por PERDA DE </p><p>CARGA (Figura-1) </p><p> COEFICIENTE DE VISCOSIDADE DINMICA ( ) </p><p>SISTEMA: UNIDADE: </p><p>Sist. Internacional ( S.I.). N s/ m2 ou kg / m s </p><p>Sist. Tcnico kgf s/ m2 </p><p> COEFICIENTE DE VISCOSIDADE CINEMTICO ( ) = --------- </p><p>SISTEMA: UNIDADE: </p><p>Sist. Internacional ( S.I.). m2 / s </p><p>Sist. Tcnico m2 / s </p><p> - A viscosidade medida pelo equipamento denominado VISCOSMETRO. 5) C O E S O: - uma pequena fora de atrao entre as molculas do prprio lquido (atrao eletroqumica). - A formao da gota dgua devida coeso (Figura-2). - Essa propriedade que permite s molculas fludas resistirem a pequenos esforos de tenso. </p></li><li><p> 5 </p><p>6) A D E S O: Quando um lquido est em contato com um slido, a atrao exercida pelas molculas do slido pode ser maior que a atrao existente entre as molculas do prprio lquido (coeso) (Figura-3). 7) T E N S O S U P E R F I C I A L ( s) e C A P I L A R I D A D E: - Na superfcie de contato entre dois fluidos no micveis (fluidos que no se misturam, como por exemplo: gua e ar), forma-se uma pelcula elstica capaz de resistir a pequenos esforos (Figura-4). FIGURA - 4 Ilustrao da Tenso Superficial. </p><p> - A tenso superficial a fora de coeso necessria para formar a pelcula. </p></li><li><p> 6 </p><p> DIMENSO: F / L UNIDADE: sistema tcnico: kgf/m </p><p> S.I.: N / m Exemplo: a) Ar e gua a 20C: s = 0,0074 kgf/m b) Ar e Mercrio s = 0,055 kgf/m - As propriedades de adeso, coeso e tenso superficial so responsveis pelo fenmeno da CAPILARIDADE, que . a elevao (ou depresso) de um lquido dentro de um tubo de pequeno dimetro (Figura-5). - A elevao ou depresso em um tubo dada por: 4 s cos h = ---------------------------- D </p><p>onde: h = elevao ou depresso, s = coeficiente de tenso superficial, = ngulo formado pela superfcie lquida com a parede de tubo, = peso especfico D = dimetro do tubo </p><p> - A elevao ou depresso capilar inversamente proporcional ao dimetro do tubo. - Por isto, quando se deseja medir cargas piezomtricas (presso) deve-se utilizar tubos de dimetro superior a 1,0 cm para que sejam desprezveis os efeitos de capilaridade. 8) C O M P R E S S I B I L I D A D E: - Para efeitos prticos, os lquidos so considerados INCOMPRESSVEIS. Exemplo: Volume de 100 litros Aplicar P = 7 kgf/cm2 Reduo no volume de 0,33 litros (volume desprezvel). 9) S O L U B I L I D A D E D O S G A S E S: - Os lquidos podem dissolver os gases. A gua dissolve o ar em propores diferentes entre o O2 e N. Implicao: Pode ser a causa do desprendimento de ar e aparecimento de bolhas de ar nos pontos altos das tubulaes. </p></li><li><p> 7 </p><p> 10) P R E S S O de V A P O R ou T E N S O d e V A P O R (hv ou Pv) - Presso de vapor ou tenso de vapor corresponde ao valor da presso na qual o lquido passa da fase lquida para a gasosa. Na superfcie de um lquido h uma troca constante de molculas que escapam para a atmosfera (evaporao) e outras que penetram no lquido (condensao). Visto que este processo depende da atividade molecular e que esta depende da temperatura e da presso, a presso de vapor do lquido tambm depende destes, crescendo o seu valor com o aumento da presso e da temperatura (Tabela-1) - Quando a presso externa, na superfcie do lquido, se iguala presso de vapor, este se evapora. Se o processo no qual isto ocorre devido ao aumento da temperatura do lquido, permanecendo a presso externa constante, o processo denominado de EVAPORAO. Caso isto se d pela mudana da presso local enquanto a temperatura permanece constante, o fenmeno conhecido por CAVITAO. Este fenmeno ocorre, normalmente, em escoamentos sujeitos s baixas presses, prximos mudana de fase do estado lquido para o gasoso e constitui um grande problema em vlvulas e suco de bombas. Implicaes: </p><p>a) - A temperatura de ebulio da gua muda com a altitude (presso atmosferica). Por exemplo, a gua entra em ebulio temperatura de 100 C quando a presso 1,0332 kgf/cm2 (1atm), ou seja, ao nvel do mar, mas tambm pode ferver a temperaturas mais baixas se a presso tambm for menor (ou seja, em locais mais altos). </p><p> b) - A mxima altura possvel de suo da bomba limitada pela presso de vapor do </p><p>lqudo. As tubulaes de suco nas bombas que no trabalham afogadas, como as usadas na maioria dos projetos de irrigao, trabalham com presso inferior presso atmosfrica. Se na entrada da bomba houver presso inferior presso de vapor da gua, haver formao de bolhas de vapor, podendo at interromper a circulao da gua ou formar muitas bolhas menores, que, ao atingirem as regies de presso positivas, ocasionam imploses, causando rudos (martelamento) e vibraes no sistema. Tal fenmeno denomina-se CAVITAO e provoca a corroso das paredes da carcaa da bomba e das palhetas do rotor, bem como reduz a sua eficincia. </p><p>- Na prtica, recomendam-se os seguintes valores mximos para a altura de suco: 6,5 m ao nvel do mar, 5,5 m para a altitude de 1.500 m e 4,5 m para a altitude de 3.000 m, contudo, quanto menor for a altura de suco, melhor ser o desempenho da bomba. </p><p> c) - A medida da tenso de gua no solo, realizada com o auxlio de tensimetros de </p><p>cpsula porosa preenchidos com gua, limitada pela tenso de vapor (a leitura mxima do tensimetro de 70kPa). </p></li><li><p> 8 </p><p>TABELA 1 PROPRIEDADES FSICAS DA GUA DOCE, PRESSO ATMOSFRICA (g=9,80665 m/s2) </p><p> TEMPE- RATURA </p><p>OC </p><p> PESO </p><p>ESPECFICO </p><p>N/m3 </p><p> MASSA </p><p>ESPECFICA </p><p>kg/m3 </p><p> VISCOSIDADE CINEMTICA </p><p> m2/s </p><p> TENSO </p><p>SUPERFICIAL </p><p>N/m </p><p> PRESSO </p><p>DE VAPOR PV kPa </p><p> PRESSO </p><p>DE VAPOR PV/ </p><p>m 0 5 </p><p>9.805 9.807 </p><p>999,8 1.000,0 </p><p>1,785x10-6 1,519x10-6 </p><p>0,0756 0,0749 </p><p>0,61 0,87 </p><p>0,06 0,09 </p><p>10 15 </p><p>9.804 9.798 </p><p>999,7 999,1 </p><p>1,306x10-6 1,139x10-6 </p><p>0,0742 0,0735 </p><p>1,23 1,70 </p><p>0,12 0,17 </p><p>20 25 </p><p>9.789 9.777 </p><p>998,2 997,0 </p><p>1,003x10-6 0,893x10-6 </p><p>0,0728 0,0720 </p><p>2,34 3,17 </p><p>0,25 0,33 </p><p>30 40 </p><p>9.764 9.730 </p><p>995,7 992,2 </p><p>0,800x10-6 0,658x10-6 </p><p>0,0712 0,0696 </p><p>4,24 7,38 </p><p>0,44 0,76 </p><p>50 60 </p><p>9.689 9.642 </p><p>988,0 983,2 </p><p>0,553x10-6 0,474 x10-6 </p><p>0,0679 0,0662 </p><p>12,33 19,92 </p><p>1,26 2,03 </p><p>70 80 </p><p>9.589 9.530 </p><p>977,8 971,8 </p><p>0,413x10-6 0,364x10-6 </p><p>0,0644 0,0626 </p><p>31,16 47,34 </p><p>3,20 4,96 </p><p>90 100 </p><p>9.466 9.399 </p><p>965,3 958,4 </p><p>0,326x10-6 0,294x10-6 </p><p>0,0608 0,0589 </p><p>70,10 101.33 </p><p>7,18 10.33 </p><p> NOS CLCULOS HABITUAIS DE HIDRULICA, NO SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES, QUANDO A TEMPERATURA NO ESPECIFICADA, UTILIZA-SE : </p><p> = 1.000 kg/m3 </p><p> = 9.810 N/m3 </p><p> = 1,003 x 10-6 m2/s </p></li></ul>