Descrição geral
Um fluido, como o próprio nome indica, caracteriza-se pela sua capacidade de fluir. Difere de um sólido por sofrer deformação devido à tensão de cisalhamento, por menor que seja essa tensão. O único critério é que decorra tempo suficiente para que a deformação ocorra. Nesse sentido, um fluido é amorfo.
Os fluidos podem ser divididos em líquidos e gases. Um líquido é pouco compressível e possui uma superfície livre quando colocado em um recipiente aberto. Por outro lado, um gás sempre se expande para preencher o recipiente. Um vapor é um gás próximo ao estado líquido.
O líquido que preocupa principalmente o engenheiro é a água. Ela pode conter até três por cento de ar em solução, o qual tende a ser liberado em pressões subatmosféricas. Essa possibilidade deve ser levada em consideração no projeto de bombas, válvulas, tubulações, etc.
Bomba de drenagem vertical centrífuga multiestágios com motor a diesel e eixo em linha. Este tipo de bomba de drenagem vertical é utilizado principalmente para bombear esgoto ou águas residuais não corrosivas, com temperatura inferior a 60 °C e teor de sólidos em suspensão (excluindo fibras e areia) inferior a 150 mg/L. A bomba de drenagem vertical tipo VTP é uma bomba de água vertical do tipo VTP, com lubrificação a óleo e água a partir de um colar. Pode bombear esgoto ou águas residuais com temperatura inferior a 60 °C e contendo certos grãos sólidos (como sucata de ferro, areia fina, carvão, etc.).
As principais propriedades físicas dos fluidos são descritas da seguinte forma:
Densidade (ρ)
A densidade de um fluido é a sua massa por unidade de volume. No Sistema Internacional de Unidades (SI), ela é expressa em kg/m³.3.
A água atinge sua densidade máxima de 1000 kg/m³.3A 4°C. Há uma ligeira diminuição na densidade com o aumento da temperatura, mas, para fins práticos, a densidade da água é de 1000 kg/m³.3.
A densidade relativa é a razão entre a densidade de um líquido e a da água.
Massa específica (w)
A massa específica de um fluido é a sua massa por unidade de volume. No sistema Si, ela é expressa em N/m³.3Em temperaturas normais, w é 9810 N/m.3ou 9,81 kN/m3(aproximadamente 10 kN/m3 (para facilitar os cálculos).
Gravidade específica (GE)
A densidade relativa de um fluido é a razão entre a massa de um determinado volume de líquido e a massa do mesmo volume de água. Portanto, é também a razão entre a densidade do fluido e a densidade da água pura, normalmente a 15°C.
bomba de escorva a vácuo para poço
Modelo nº: TWP
As bombas de poço autoescorvantes móveis da série TWP, com motor a diesel, para uso em emergências, foram projetadas em conjunto pela DRAKOS PUMP de Singapura e pela REEOFLO da Alemanha. Esta série de bombas pode transportar todos os tipos de fluidos limpos, neutros e corrosivos contendo partículas. Resolve muitos dos problemas das bombas autoescorvantes tradicionais. A estrutura exclusiva de funcionamento a seco desta bomba autoescorvante permite a partida e a reinicialização automáticas mesmo sem líquido na primeira partida. A altura de sucção pode ultrapassar 9 metros. O excelente projeto hidráulico e a estrutura exclusiva mantêm uma alta eficiência, superior a 75%. Diferentes configurações de instalação estão disponíveis como opcionais.
Módulo de compressibilidade (k)
Para fins práticos, os líquidos podem ser considerados incompressíveis. No entanto, existem certos casos, como o escoamento instável em tubulações, em que a compressibilidade deve ser levada em consideração. O módulo de elasticidade volumétrico, k, é dado por:
onde p é o aumento de pressão que, quando aplicado a um volume V, resulta em uma diminuição de volume AV. Como uma diminuição de volume deve estar associada a um aumento proporcional de densidade, a Equação 1 pode ser expressa como:
ou água, k é aproximadamente 2 150 MPa em temperaturas e pressões normais. Conclui-se que a água é cerca de 100 vezes mais compressível que o aço.
Fluido ideal
Um fluido ideal ou perfeito é aquele em que não existem tensões tangenciais ou de cisalhamento entre as partículas do fluido. As forças atuam sempre perpendicularmente a uma seção transversal e limitam-se à pressão e à aceleração. Nenhum fluido real se enquadra completamente nesse conceito, e para todos os fluidos em movimento existem tensões tangenciais que exercem um efeito de amortecimento sobre o movimento. Contudo, alguns líquidos, incluindo a água, aproximam-se de um fluido ideal, e essa simplificação permite a adoção de métodos matemáticos ou gráficos na solução de certos problemas de escoamento.
Bomba de incêndio de turbina vertical
Modelo nº: XBC-VTP
As bombas de combate a incêndio verticais de eixo longo da série XBC-VTP são bombas difusoras de estágio único e multiestágio, fabricadas de acordo com a mais recente norma nacional GB6245-2006. O projeto também foi aprimorado com base nas normas da Associação de Proteção contra Incêndios dos Estados Unidos (UFPA). São utilizadas principalmente para o abastecimento de água de combate a incêndio em indústrias petroquímicas, de gás natural, usinas de energia, têxteis de algodão, portuárias, aeronáutica, armazéns, edifícios altos e outras. Também podem ser aplicadas em navios, tanques marítimos, navios-tanque de combate a incêndio e outras situações de abastecimento.
Viscosidade
A viscosidade de um fluido é uma medida da sua resistência à tensão tangencial ou de cisalhamento. Ela surge da interação e coesão das moléculas do fluido. Todos os fluidos reais possuem viscosidade, embora em graus variáveis. A tensão de cisalhamento em um sólido é proporcional à deformação, enquanto a tensão de cisalhamento em um fluido é proporcional à taxa de deformação por cisalhamento. Conclui-se que não pode haver tensão de cisalhamento em um fluido em repouso.
Figura 1. Deformação viscosa
Considere um fluido confinado entre duas placas situadas a uma distância muito curta y uma da outra (Fig. 1). A placa inferior está estacionária, enquanto a placa superior se move com velocidade v. Assume-se que o movimento do fluido ocorre em uma série de camadas ou lâminas infinitamente finas, livres para deslizar umas sobre as outras. Não há fluxo cruzado nem turbulência. A camada adjacente à placa estacionária está em repouso, enquanto a camada adjacente à placa em movimento possui velocidade v. A taxa de deformação por cisalhamento ou gradiente de velocidade é dv/dy. A viscosidade dinâmica, ou, mais simplesmente, a viscosidade μ, é dada por:
Para que:
Essa expressão para a tensão viscosa foi postulada inicialmente por Newton e é conhecida como equação de viscosidade de Newton. Quase todos os fluidos possuem um coeficiente de proporcionalidade constante e são denominados fluidos newtonianos.
Figura 2. Relação entre a tensão de cisalhamento e a taxa de deformação por cisalhamento.
A Figura 2 é uma representação gráfica da Equação 3 e demonstra os diferentes comportamentos de sólidos e líquidos sob tensão de cisalhamento.
A viscosidade é expressa em centipoises (Pa.s ou Ns/m²).2).
Em muitos problemas relacionados ao movimento de fluidos, a viscosidade aparece juntamente com a densidade na forma μ/p (independente da força) e é conveniente empregar um único termo v, conhecido como viscosidade cinemática.
O valor de ν para um óleo pesado pode chegar a 900 x 10-6m2/s, enquanto que para a água, que tem uma viscosidade relativamente baixa, é de apenas 1,14 x 10⁻¹² m²/s a 15 °C. A viscosidade cinemática de um líquido diminui com o aumento da temperatura. À temperatura ambiente, a viscosidade cinemática do ar é cerca de 13 vezes maior que a da água.
tensão superficial e capilaridade
Observação:
Coesão é a atração que moléculas semelhantes exercem umas sobre as outras.
A adesão é a atração que moléculas diferentes exercem umas sobre as outras.
A tensão superficial é a propriedade física que permite que uma gota de água permaneça em suspensão na torneira, que um recipiente seja preenchido com líquido ligeiramente acima da borda sem transbordar ou que uma agulha flutue na superfície de um líquido. Todos esses fenômenos são devidos à coesão entre as moléculas na superfície de um líquido adjacente a outro líquido ou gás imiscível. É como se a superfície consistisse em uma membrana elástica, uniformemente tensionada, que tende sempre a contrair a área superficial. Assim, observamos que as bolhas de gás em um líquido e as gotículas de umidade na atmosfera têm formato aproximadamente esférico.
A força de tensão superficial ao longo de qualquer linha imaginária em uma superfície livre é proporcional ao comprimento da linha e atua em uma direção perpendicular a ela. A tensão superficial por unidade de comprimento é expressa em mN/m. Sua magnitude é bastante pequena, sendo aproximadamente 73 mN/m para água em contato com o ar à temperatura ambiente. Há uma ligeira diminuição na tensão superficial.icom o aumento da temperatura.
Na maioria das aplicações em hidráulica, a tensão superficial tem pouca importância, visto que as forças associadas são geralmente desprezíveis em comparação com as forças hidrostáticas e dinâmicas. A tensão superficial só é relevante onde existe uma superfície livre e as dimensões da fronteira são pequenas. Assim, no caso de modelos hidráulicos, os efeitos da tensão superficial, que não têm consequência no protótipo, podem influenciar o comportamento do fluxo no modelo, e essa fonte de erro na simulação deve ser levada em consideração na interpretação dos resultados.
Os efeitos da tensão superficial são muito pronunciados no caso de tubos de pequeno diâmetro abertos para a atmosfera. Estes podem assumir a forma de tubos manométricos em laboratório ou poros abertos no solo. Por exemplo, quando um pequeno tubo de vidro é mergulhado em água, observa-se que a água sobe dentro do tubo, como mostrado na Figura 3.
A superfície da água no tubo, ou menisco, como é chamada, é côncava para cima. Esse fenômeno é conhecido como capilaridade, e o contato tangencial entre a água e o vidro indica que a coesão interna da água é menor que a adesão entre a água e o vidro. A pressão da água dentro do tubo, adjacente à superfície livre, é menor que a pressão atmosférica.
Figura 3. Capilaridade
O mercúrio comporta-se de maneira bastante diferente, como indicado na Figura 3(b). Como as forças de coesão são maiores que as forças de adesão, o ângulo de contato é maior e o menisco tem uma face convexa voltada para a atmosfera e está deprimido. A pressão adjacente à superfície livre é maior que a atmosférica.
Os efeitos de capilaridade em manômetros e visores de nível podem ser evitados utilizando tubos com diâmetro não inferior a 10 mm.
Bomba centrífuga para destino de água do mar
Modelo nº: ASN ASNV
As bombas dos modelos ASN e ASNV são bombas centrífugas de estágio único com dupla sucção e carcaça de voluta dividida, utilizadas para o transporte de líquidos em sistemas de água, circulação de ar condicionado, construção civil, irrigação, estações de bombeamento de drenagem, usinas elétricas, sistemas de abastecimento de água industrial, sistemas de combate a incêndio, embarcações, edifícios, entre outros.
Pressão de vapor
Moléculas de líquido que possuem energia cinética suficiente são projetadas para fora do corpo principal do líquido em sua superfície livre e passam para o estado gasoso. A pressão exercida por esse vapor é conhecida como pressão de vapor, P. Um aumento na temperatura está associado a uma maior agitação molecular e, portanto, a um aumento na pressão de vapor. Quando a pressão de vapor se iguala à pressão do gás acima, o líquido entra em ebulição. A pressão de vapor da água a 15 °C é de 1,72 kPa (1,72 kN/m³).2).
Pressão atmosférica
A pressão atmosférica na superfície da Terra é medida por um barômetro. Ao nível do mar, a pressão atmosférica média é de 101 kPa e é padronizada nesse valor. Há uma diminuição da pressão atmosférica com a altitude; por exemplo, a 1500 m, ela se reduz a 88 kPa. A coluna de água equivalente tem uma altura de 10,3 m ao nível do mar e é frequentemente chamada de barômetro de água. Essa altura é hipotética, já que a pressão de vapor da água impediria a obtenção de um vácuo completo. O mercúrio é um líquido barométrico muito superior, pois possui uma pressão de vapor desprezível. Além disso, sua alta densidade resulta em uma coluna de altura razoável – cerca de 0,75 m ao nível do mar.
Como a maioria das pressões encontradas em hidráulica está acima da pressão atmosférica e é medida por instrumentos que registram valores relativos, é conveniente considerar a pressão atmosférica como referência, ou seja, zero. As pressões são então denominadas pressões manométricas quando acima da pressão atmosférica e pressões de vácuo quando abaixo dela. Se a pressão zero verdadeira for considerada como referência, as pressões são consideradas absolutas. No Capítulo 5, onde o NPSH é discutido, todos os valores são expressos em termos absolutos de barômetro de água, ou seja, nível do mar = 0 bar, manométrico = 1 bar, absoluto = 101 kPa = 10,3 m de coluna d'água.
Data da publicação: 20 de março de 2024