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AULAS DE MECÂNICAS DOS FLUIDOS

Exercicio 2: Viscosidade e Unidades

Conheça o Curso Mecânica dos Fluidos

Conteúdo da Aula

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Nessa aula é apresentado o primeiro exercício, cujo foco está no cálculo da viscosidade cinemática e na conversão entre diferentes unidades de viscosidade dinâmica. A proposta é trabalhar com conteúdos introdutórios da mecânica dos fluidos aplicados em problemas práticos.

O exercício inicial fornece a viscosidade cinemática de um óleo como 0,028 m²/s e seu peso específico relativo igual a 0,85. A tarefa é determinar a viscosidade dinâmica nas seguintes unidades:

1) Sistema Internacional (SI) – N·s/m² ou Pa·s;
2) Sistema Inglês – Slug/(ft·s);
3) Sistema Técnico CGS – poise (P) e centipoise (cP).

A resolução começa explicando a diferença entre viscosidade cinemática (ν) e dinâmica (μ). A relação entre ambas é dada por:

μ = ρ · ν

onde ρ é a massa específica do fluido. Como o valor fornecido é o peso específico relativo (γr), é necessário transformá-lo em massa específica utilizando:

ρ = γr · ρ_água

Adotando ρ_água = 1000 kg/m³ e g = 9,8 m/s², tem-se:

ρ = 0,85 · 1000 = 850 kg/m³

Substituindo na equação:

μ = 850 kg/m³ · 0,028 m²/s = 23,8 N·s/m² ou 23,8 Pa·s

A seguir, realiza-se a conversão para o sistema inglês. Utilizando:

- 1 slug = 14,5939 kg
- 1 pé = 0,3048 m

Converte-se a viscosidade para slug/(ft·s), resultando em aproximadamente 0,4971 slug/(ft·s).

Por fim, para a conversão para poise, usa-se:

- 1 N = 10⁵ dina
- 1 m = 100 cm

Transformando:

μ = 23,8 N·s/m² = 23,8 · 10⁵ dina·s/cm² = 238 poise = 2,38 centipoise

O exercício reforça a importância da precisão nas conversões de unidades e destaca boas práticas para evitar erros em cálculos técnicos, como deixar substituições numéricas para o final das equações.

Também são abordadas dicas úteis sobre propagação de erros e a importância de trabalhar com unidades consistentes.

Conheça o Professor das Aulas

Micelli Camargo:

🎓 Formação Acadêmica

  - Eng. Mecânico pela UNIFEI

  - Mestre em Tecnologia Nuclear (USP/IPEN)

  - Especialista em Didática do Ensino Superior (Uniderp)

  - MBA Executivo em Marketing (FGV)

🏭 Experiência Profissional

  - +20 anos no setor de bombas e equipamentos industriais

  - Consultor e instrutor técnico em empresas como OMEL, Vallair e Embraseal

  - Atuação em vendas técnicas, aplicação e treinamentos presenciais/online

👨‍🏫 Atuação como Professor

  - +25 anos de experiência como docente

  - Ex-professor universitário de Engenharia Mecânica em São Paulo

📈 Engenharia & Cia

  - Fundador (2016) do canal Engenharia & Cia, hoje com +50.000 inscritos

  - Já treinou mais de 1200 alunos em cursos presenciais e online

  - Criador do software exclusivo de dimensionamento de bombas

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Importância da Mecânica dos Fluidos

A Mecânica dos Fluidos é um dos pilares da engenharia e da física aplicada, dedicada ao estudo do comportamento de líquidos e gases em diferentes condições.

 

Seu entendimento é fundamental para projetar, dimensionar e analisar sistemas que envolvem escoamento, transporte e utilização de fluidos.

Entre os conceitos mais importantes estão:

👉 Propriedades do fluido como massa específica, viscosidade, tensão superficial, gravidade específica e outras.

👉 Conceitos de pressão, princípio de Stevin e Lei de Pascal que regem a estática, essenciais para o dimensionamento de superfícies submersas como comportas ou até mesmo submarinos

👉 Escoamento laminar e turbulento, que descrevem os diferentes regimes de movimento dos fluidos

👉 Princípio de Bernoulli, aplicado em medições de pressão e velocidade

👉 Equação da energia e perdas de cargas essenciais no dimensionamento de bombas, ventiladores, compressores, turbinas e sistemas hidráulicos

👉 Equação da continuidade, que garante a conservação da massa em dutos e tubulações

👉 Números adimensionais, como Reynolds, Mach e Froude, que permitem prever e comparar situações práticas de escoamento

👉 Estudo dos fenômenos da cavitação

👉 E muito mais.

As aplicações da mecânica dos fluidos são vastas: desde o abastecimento de água e saneamento, passando pela indústria de energia e petróleo, até áreas como aeronáutica, climatização, ventilação, ar condicionado, refrigeração, processos químicos e biomédicos e muito mais.

 

Por sua abrangência e impacto direto na eficiência e segurança de sistemas, a Mecânica dos Fluidos é considerada uma disciplina indispensável para engenheiros, técnicos e profissionais de diversas áreas tecnológicas.

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