PROPRIEDADES FÍSICAS DOS LÍQUIDOS

APOSTILA

APRESENTAÇÃO

Esta apostila apresenta um material didático sobre escoamento de fluidos com foco na formação de operadores de processos industriais. O material foi elaborado/compilado a partir de um conjunto de outras apostilas disponíveis, tais como o material sobre bombas centrífugas disponibilizado no site da UFRN (http://www.ufrnet.ufrn.br/~lair/Pagina-OPUNIT/bombas-index.htm) ou ainda da apostila do Profº Paulo Soares.

ÍNDICE

1 SISTEMAS DE UNIDADES 5

1.1 Grandezas Físicas e Unidades de Medidas: 5

1.2 Unidades de Medidas: 5

1.3 Unidades de Concentração: 6

2 PROPRIEDADES FÍSICAS DOS FLUIDOS: 8

2.1 Massa, Peso e Volume específicos: 8

2.2 Densidade: 8

2.3 Ponto de Fulgor: 9

2.4 Viscosidade: 9

2.5 Pressão de Vapor de Substâncias Puras e Misturas: 9

2.6 Coeficiente de Expansão volumétrica: 10

2.7 Calor Específico: 10

3 ESTÁTICA DOS FLUIDOS 12

3.1 Pressão: 12

3.2 Pressão dos líquidos em repouso; 13

3.3 Princípio dos Vasos Comunicantes: 14

4 ESCOAMENTO DE FLUIDOS: 15

4.1 Introdução: 15

4.2 Classificação do Regime de Escoamento: 15

4.3 Vazões Mássica e Volumétrica: 16

4.4 Equação da Continuidade: 16

4.5 Equação de Bernoulli: 17

4.6 Perda de Carga: 18

4.7 Cálculo da Perda de Carga por Fricção: 18

4.8 Cálculo da perda de Carga Localizada: 19

5 BOMBAS INDUSTRIAIS 20

5.1 Definição 20

5.2 Equipamento para bombeamento de fluidos 20

5.3 Tipos de Bombas 20

6 BOMBAS CENTRÍFUGAS 21

6.1 Introdução 22

6.2 Princípios de Funcionamento 23

6.2.1 Geração da Força Centrífuga 23

6.2.2 Conversão da Energia Cinética em Energia de Pressão 24

6.3 Partes de uma Bomba Centrífuga 25

6.3.1 Componentes Estacionários 25

6.3.2 Componentes Rotativos 29

6.3.3 Componentes Auxiliares 32

6.4 Definição de Termos Importantes 32

6.4.1 Capacidade 32

6.4.2 Carga 33

6.4.3 NPSH 35

6.4.4 Potência e Eficiência 35

6.4.5 Velocidade Específica 36

6.4.6 Leis de Afinidade 36

6.5 Curvas Características de uma Bomba Centrífuga: 37

6.6 Ponto ótimo de trabalho de uma bomba 40

6.7 Associação de bombas 40

6.8 Operação de Bombas Centrífugas 41

6.8.1 Ocorrências 41

6.8.2 Procedimentos de manutenção preventiva 42

6.8.3 Informações Complementares 42

7 REFERÊNCIAS 44

1 SISTEMAS DE UNIDADES

1.1 Grandezas Físicas e Unidades de Medidas:

As Grandezas Físicas são características próprias dos corpos. Qualquer corpo tem sua própria massa, ocupa certo volume, sofre ação de forças diversas podendo ser acelerado por elas, atingindo certa velocidade, etc.

Existem as Grandezas Físicas Fundamentais como massa, comprimento e tempo e as Grandezas Físicas Derivadas que são definidas a partir das fundamentais como velocidade, pressão, etc.

1.2 Unidades de Medidas:

Unidades de Medidas são padrões arbitrários usados pelo homem com o objetivo de medir as grandezas físicas como hora e segundo para a grandeza tempo. Já o comprimento pode ser medido em metros, pés, milhas, etc.

As unidades de medidas DE UMA MESMA GRANDEZA podem ser relacionadas entre si através de fatores de conversão.

Exemplo: 1 m = 3,281 ft

Obs.: Unidades de medidas de grandezas físicas diferentes não podem ser adicionadas, subtraídas, etc. Assim, a operação 1 ft + 1 h não tem significado pois não podemos somar dimensões de comprimento e tempo. Já 1 hp + 300 w podem ser somados pois ambos tem unidades de potência (energia por unidade de tempo). Como estas unidades são diferentes, necessitamos de um fator de conversão:

1 hp = 746 w

1 hp + 300 w = 746 w + 300 w = 1046 w

A Segunda Lei de Newton relaciona as quatro grandezas fundamentais (massa, comprimento, tempo e força) de modo que fixando-se três dimensões, a Quarta estará