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UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOISESCOLA DE AGRONOMIA E ENGENHARIA DE ALIMENTOS

SETOR DE ENGENHARIA RURAL

Prof. Ado Wagner Pgo Evangelista

1.1.2 PROPRIEDADES FUNDAMENTAIS DOS FLUIDOS

A) MASSA ESPECFICA ( ) OU DENSIDADE ABSOLUTA ( ).

- o quociente entre a Massa do fluido e o Volume que contm essa massa.

onde: = massa especficam = massa do fluidoV = volume correspondente do fluido

Exemplos:

a) massa especfica dagua (4 C)

= 1 g/cm3 (Sistema C.G.S.) = 1000 kg/m3 (Sistema Internacional S.I.) = 101,94 UTM/m3ou kgf s2/m4 (Sistema Tcnico)

b) massa especfica do Mercrio (Hg)

= 13.595,1 kg/m3 ( Sistema Internacional S.I.) = 1.385,84 UTM / m3ou kgf s2/ m4 (Sistema Tcnico )

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B) PESO ESPECFICO( )

- o quociente entre o PESO de um dado fluido e o VOLUME que o contm.

onde: = peso especficoW = peso do fluidoV = volume correspondente do fluido

SISTEMA: UNIDADE:

Exemplos:

a) peso especfico dagua ( 4 C ):

= 9.806,65 N/m3 ( Sistema Internacional S.I. )

= 1.000 kgf/m3

( Sistema Tcnico )

b) peso especfico do Mercrio (Hg):

= 133.368 N / m3 (Sistema Internacional SI) = 13.595,1 kgf / m3 ( Sistema Tcnico )

OBSERVAO:

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C) DENSIDADE RELATIVA OU DENSIDADE():

- a relao entre a Massa especfica () de uma substncia e a Massa especfica (1)de outra substncia, tomada como referncia:

onde:

= Densidade (adimensional). = Massa especfica do fluido em estudo.1 = Massa especfica do fluido tomado como referncia.

- Adota-se a mesma unidade para e 1

Portanto, um nmero ( desprovido de unidade).

- A referncia adotada para os lquidos aGUA a 4C:

1 = 1.000 kg / m3 ( Sistema Internacional S.I. )1 = 101,94 UTM / m3ou kgf s2/ m4 ( Sistema Tcnico g= 9,81 m/s2)

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D) V I S C O S I D A D E (ATRITO INTERNO):

- a propriedade dos fluidos responsvel pela resistncia ao deslocamento(deformao).Exemplo: leo lubrificante escoa mais lentamente que a gua ou lcool.

IMPLICAO:

- Em conseqncia da viscosidade, o escoamento de fluidos dentro dascanalizaes somente se verifica com PERDA de energia, perda essa designada por PERDA DE CARGA (Figura -1)

COEFICIENTE DE VISCOSIDADE DINMICA ( )

COEFICIENTE DE VISCOSIDADE CINEMTICO ( )

SISTEMA: UNIDADE:

- A viscosidade medida pelo equipamento denominado VISCOSMETRO.

E) C O E S O:

- uma pequena fora de atrao entre as molculas do prprio lquido (atraoeletroqumica).

- A formao da gota dgua devida coeso.

- Essa propriedade que permite s molculas fludas resistirem a pequenos esforos detenso.

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F) A D E S O:

Adeso a atrao entre molculas diferentes. Quando um lquido est emcontato com um slido, a atrao exercida pelas molculas do slido pode ser maior quea atrao existente entre as molculas do prprio lquido (coeso).

G) 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 apequenos esforos. A tenso superficial a fora de coeso necessria para formar apelcula.

DIMENSO: F / L UNIDADE:sistema tcnico: kgf/mS.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 pelofenmeno da CAPILARIDADE, que . a elevao (ou depresso) de um lquido dentrode um tubo de pequeno dimetro.

- A elevao ou depresso capilar inversamente proporcional ao dimetro do tubo.

- Por isto, quando se deseja medir cargas piezomtricas (presso) deve-se utilizar tubosde dimetro superior a 1,0 cm para que sejam desprezveis os efeitos decapilaridade.

H) 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).

I) 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 diferentesentre o O2 e N.

-Implicao: Pode ser a causa do desprendimento de ar e aparecimento de bolhas de arnos pontos altos das tubulaes.

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J) PRESSO de VAPOR ou TENSO de VAPOR (hv ou Pv)

- Presso de vapor ou tenso de vapor corresponde ao valor da presso na qual o lquidopassa da fase lquida para a gasosa. Na superfcie de um lquido h uma troca constantede molculas que escapam para a atmosfera (evaporao) e outras que penetram nolquido (condensao). Visto que este processo depende da atividade molecular e que

esta depende da temperatura e da presso, a presso de vapor do lquido tambmdepende 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, estese evapora. Se o processo no qual isto ocorre devido ao aumento da temperatura dolquido, permanecendo a presso externa constante, o processo denominado deEVAPORAO. Caso isto se d pela mudana da presso local enquanto a temperaturapermanece constante, o fenmeno conhecido por CAVITAO. Este fenmeno ocorre,normalmente, em escoamentos sujeitos s baixas presses, prximos mudana de fasedo estado lquido para o gasoso e constitui um grande problema em vlvulas e suco debombas.

Implicaes:a) - A temperatura de ebulio da gua muda com a altitude (presso atmosferica). Porexemplo, a gua entra em ebulio temperatura de 100 C quando a presso 1,0332kgf/cm2 (1atm), ou seja, ao nvel do mar, mas tambm pode ferver a temperaturas maisbaixas se a presso tambm for menor (ou seja, em locais mais altos).

b) - A mxima altura possvel de suo da bomba limitada pela presso de vapor dolqudo. As tubulaes de suco nas bombas que no trabalham afogadas, como asusadas na maioria dos projetos de irrigao, trabalham com presso inferior pressoatmosfrica. Se na entrada da bomba houver presso inferior presso de vapor dagua, haver formao de bolhas de vapor, podendo at interromper a circulao da guaou formar muitas bolhas menores, que, ao atingirem as regies de presso positivas,ocasionam imploses, causando rudos (martelamento) e vibraes no sistema. Talfenmeno denomina-se CAVITAO e provoca a corroso das paredes da carcaa dabomba e das palhetas do rotor, bem como reduz a sua eficincia.- Na prtica, recomendam-se os seguintes valores mximos para a altura de suco: 6,5m 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.

c) A medida da tenso de gua no solo , realizada com o auxlio de tensimetros decpsula porosa preenchidos com gua, limitada pela tenso de vapor (a leitura mximado tensimetro de 70kPa). 8

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TABELA 1 PROPRIEDADES FSICAS DA GUA DOCE, PRESSO ATMOSFRICA(g=9,80665 m/s2)

NOS CLCULOS HABITUAIS DE HIDRULICA, NO SISTEMA INTERNACIONAL DEUNIDADES, QUANDO A TEMPERATURA NO ESPECIFICADA, UTILIZA-SE :

= 1.000 kg/m3g = 9.810 N/m3

= 1,003 x 10-6m2/s