Mec flu
O que é um fluido? É uma substância que se deforma continuamente quando submetida a uma tensão de cisalhamento, por menor que seja essa tensão.
Qual é a diferença fundamental entre sólido e fluido sob tensão de cisalhamento? Um sólido pode sustentar uma tensão de cisalhamento estática; um fluido se deforma continuamente enquanto essa tensão estiver aplicada.
O que é viscosidade dinâmica? É a propriedade que relaciona a tensão de cisalhamento ao gradiente de velocidade em um fluido newtoniano: τ = μ(du/dy).
O que representa fisicamente a viscosidade? A resistência interna do fluido à deformação por cisalhamento, associada à transferência de quantidade de movimento entre camadas.
O que é um fluido newtoniano? É aquele cuja tensão de cisalhamento é proporcional ao gradiente de velocidade, com viscosidade constante para uma determinada temperatura e pressão.
A viscosidade de um líquido geralmente aumenta ou diminui com a temperatura? Geralmente diminui com o aumento da temperatura.
A viscosidade de um gás geralmente aumenta ou diminui com a temperatura? Geralmente aumenta com o aumento da temperatura.
Qual é a diferença entre viscosidade dinâmica e viscosidade cinemática? A viscosidade dinâmica μ mede a resistência ao cisalhamento; a viscosidade cinemática ν é μ/ρ e relaciona a viscosidade à densidade.
Qual é a unidade SI da viscosidade dinâmica? Pa·s, equivalente a N·s/m² ou kg/(m·s).
Qual é a unidade SI da viscosidade cinemática? m²/s.
O que é densidade de um fluido? É a massa por unidade de volume: ρ = m/V.
O que é peso específico? É o peso por unidade de volume: γ = ρg.
O que é gravidade específica ou densidade relativa? É a razão entre a densidade da substância e a densidade de uma substância de referência, geralmente a água para líquidos.
O que é pressão absoluta? É a pressão medida em relação ao vácuo absoluto.
O que é pressão manométrica? É a pressão medida em relação à pressão atmosférica: Pman = Pabs − Patm.
Uma pressão manométrica negativa significa necessariamente que existe vácuo absoluto? Não. Significa apenas que a pressão está abaixo da atmosférica; a pressão absoluta continua sendo positiva enquanto houver pressão acima do zero absoluto.
O que estabelece a equação hidrostática para um fluido em repouso? Que a variação de pressão com a altura é determinada pelo peso específico: dP/dz = −ρg.
Em um líquido incompressível em repouso, como varia a pressão com a profundidade? A pressão aumenta linearmente com a profundidade: P = P0 + ρgh.
Dois pontos na mesma profundidade de um mesmo líquido conectado e em repouso possuem que relação de pressão? Possuem a mesma pressão, desde que pertençam ao mesmo fluido contínuo e estejam sob as mesmas condições de equilíbrio.
A pressão hidrostática depende do formato do recipiente? Não. Para um mesmo fluido em repouso, a pressão em determinada profundidade depende da densidade, gravidade e profundidade, e não do formato do recipiente.
O que é vazão volumétrica? É o volume de fluido que atravessa uma seção transversal por unidade de tempo: Q = dV/dt.
O que é vazão mássica? É a massa de fluido que atravessa uma seção por unidade de tempo: ṁ = dm/dt = ρQ.
Qual é a relação entre vazão volumétrica e velocidade média? Q = A V̄, para uma seção em que V̄ é a velocidade média.
O que é velocidade média em uma seção transversal? É a velocidade uniforme hipotética que produziria a mesma vazão volumétrica da distribuição real de velocidades.
Por que a velocidade real em um escoamento em tubo não é necessariamente uniforme na seção? Porque a viscosidade e a condição de não deslizamento nas paredes fazem a velocidade variar espacialmente.
O que estabelece a condição de não deslizamento? Em um fluido viscoso junto a uma parede estacionária, a velocidade do fluido na parede é igual à velocidade da parede.
O que é escoamento laminar? É um regime em que o movimento do fluido apresenta comportamento predominantemente ordenado, com reduzida mistura transversal por flutuações turbulentas.
O que é escoamento turbulento? É um regime caracterizado por flutuações tridimensionais e aparentemente aleatórias de velocidade e pressão, com intensa mistura.
O que é o número de Reynolds? É um número adimensional que compara efeitos inerciais e viscosos: Re = ρVD/μ = VD/ν.
Qual é a interpretação física do número de Reynolds? Ele indica a importância relativa das forças inerciais em relação às forças viscosas no escoamento.
Em escoamento interno completamente desenvolvido em tubo circular, qual faixa é usualmente associada ao regime laminar? Re < aproximadamente 2300.
Em escoamento interno em tubo circular, qual faixa é geralmente associada ao regime turbulento? Re > aproximadamente 4000.
O que ocorre na região entre aproximadamente Re = 2300 e Re = 4000? É uma região de transição, na qual o escoamento pode apresentar comportamento instável entre laminar e turbulento.
O que significa dizer que um escoamento está completamente desenvolvido? Significa que o perfil de velocidade não muda mais na direção principal do escoamento, embora possa haver variação de pressão nessa direção.
Em escoamento laminar plenamente desenvolvido em tubo circular, qual é a forma do perfil de velocidade? Parabólica, com velocidade máxima no centro do tubo e velocidade nula na parede.
Para escoamento laminar plenamente desenvolvido em tubo circular, como se relacionam velocidade máxima e velocidade média? A velocidade máxima é duas vezes a velocidade média: Vmax = 2V̄.
O que é perda de carga? É a perda de energia mecânica do escoamento causada principalmente por efeitos viscosos e dissipação.
Qual é a diferença entre perda de carga distribuída e localizada? A distribuída ocorre ao longo de trechos de tubulação devido ao atrito; a localizada ocorre em acessórios, válvulas, entradas, saídas, expansões e contrações.
O que representa o fator de atrito de Darcy? É um fator adimensional utilizado na determinação da perda de carga distribuída pela equação de Darcy-Weisbach.
A equação de Darcy-Weisbach depende diretamente do diâmetro da tubulação de que forma? A perda de carga distribuída é inversamente proporcional ao diâmetro: h_f = f(L/D)(V²/2g).
Em escoamento laminar em tubo circular, de quais grandezas depende o fator de atrito de Darcy? Para escoamento laminar plenamente desenvolvido, f = 64/Re.
Em escoamento turbulento, de que depende o fator de atrito? Depende principalmente do número de Reynolds e da rugosidade relativa da tubulação.
O que é rugosidade relativa? É a razão entre a rugosidade absoluta da parede e o diâmetro hidráulico, ε/D.
O que é o diâmetro hidráulico? É definido por Dh = 4A/Pmolhado e permite tratar determinados escoamentos em dutos não circulares de forma análoga aos circulares.
O que afirma a equação da continuidade para um escoamento permanente? A conservação de massa exige que a vazão mássica seja constante ao longo do escoamento, na ausência de acumulação.
Para um líquido incompressível em escoamento permanente, como se relacionam áreas e velocidades em duas seções? A1V1 = A2V2; portanto, uma redução da área provoca aumento da velocidade média.
O que é a equação de Bernoulli? É uma relação de conservação de energia mecânica entre pontos do escoamento, válida sob hipóteses específicas, como escoamento incompressível, permanente, ao longo de uma linha de corrente e sem perdas ou máquinas entre os pontos.
A equação de Bernoulli pode ser aplicada diretamente a qualquer escoamento real? Não. Em escoamentos reais devem ser consideradas perdas de carga e, quando aplicável, energia adicionada por bombas ou retirada por turbinas.
O que representa a carga de pressão P/ρg na equação de Bernoulli? Representa a energia de pressão por unidade de peso do fluido.
O que representa V²/2g na equação de Bernoulli? Representa a carga de velocidade, ou energia cinética por unidade de peso.
O que representa z na equação de Bernoulli? Representa a carga de elevação, associada à energia potencial gravitacional por unidade de peso.
Qual é a diferença entre uma bomba e uma turbina na análise de energia de escoamento? A bomba adiciona energia ao fluido; a turbina retira energia do fluido para produzir trabalho.
O que é cavitação? É a formação e posterior colapso de bolhas de vapor quando a pressão local do líquido cai suficientemente, podendo causar ruído, vibração, perda de desempenho e erosão.
Por que a cavitação é particularmente importante em bombas? Porque a redução da pressão na região de sucção pode levar a pressões abaixo da pressão de vapor do líquido, favorecendo a formação de bolhas.
O que é NPSH disponível? É uma medida da margem de pressão absoluta disponível na sucção da bomba acima da pressão de vapor do líquido, expressa em termos de carga.
O que é NPSH requerido? É a carga mínima de sucção exigida pela bomba para operar sem atingir uma condição de cavitação inaceitável, conforme sua curva característica.
Por que aumentar a velocidade de escoamento pode aumentar as perdas de carga? Porque as perdas de carga dependem da velocidade; pela Darcy-Weisbach, h_f é proporcional a V² para um dado fator de atrito.