Desenvolvimento De Antenas

Mecânica dos Fluidos

O movimento dos fluidos pode ser estudado da mesma forma que o movimento de corpos sólidos usando-se as leis fundamentais da física juntamente com as propriedades físicas dos fluidos. Conforme a natureza do escoamento será a complexidade de sua análise. Os fenômenos atmosféricos são exemplos de escoamentos altamente complexos e podem ser analisados com relativo sucesso com simplificações do escoamento (Villar Alé J. A. 2011).

Sob condições de escoamento permanente e considerando mudanças de pressão pequenas, é possível simplificar a análise do fluxo considerando o fluido como incompressível e com massa específica constante (=cte). Os gases com transferência de calor desprezível podem ser considerados incompressíveis quando a velocidade é pequena comparada com a velocidade do som. A relação entre a velocidade do fluido e a velocidade do som é denominada número de Mach (Villar Alé J. A. 2011).

M=V/a

Onde M=Número de Mach (adimensional)

V= velocidade de escoamento(m/s)

a=velocidade do som (~340m/s)

Fig. 33: Relação da variação da massa específica de um gás em função do número de Mach. Fonte: AMME, 2014

A figura 33 representa a relação da variação da massa específica de um gás em função do número de Mach. A baixas velocidades, M<0,3 (100m/s) chamado de fluido baixo subsônico, o escoamento pode ser considerado como incompressível. Quando o número de Mach aumenta além de 0,3, as mudanças da massa específica se tornam significativas, por exemplo em um Mach igual a 1, a massa específica alcança 36,5% de variação (AMME, 2014).

Os ensaios realizados nesta dissertação atingirão velocidades máximas de 45m/s e não haverá alterações de temperatura, portanto poderão ser consideradas as simplificações para um fluido incompressível.

PROPRIEDADES TERMODINÂMICA DOS FLUIDOS

A Massa Específica  define-se como massa do fluido por unidade de volume.

(kg/m3)

Onde:

m=massa (kg)

V=volume (m³)

A massa específica do ar nas condições da atmosfera padrão 101,3 k Pa ( 14,7 psi) e à temperatura de 15 º C ( 59 º F), é = 1,23 .

Peso específico  é definido como peso por unidade de volume ou força exercida pela gravidade g, sobre uma unidade de volume de substância. A relação entre g e  pode ser determinada pela 2nd Lei de Newton já que Peso por unidade de volume = massa por unidade de volume × aceleração da gravidade (Villar Alé J. A.2011):

(N/m3)

A Densidade de um material, d é a relação entre a massa específica de um fluido e a massa específica de um fluido padrão de referência, usualmente a água a 4º C para líquidos e o ar para gases (Whit F. M. 2007):

A Viscosidade é a propriedade