Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Mecânica dos Fluidos- Ed: 1º - Capítulo 9.Problemas - Ex. 70
O que é a pressão mecânica Pm, e como ela é usada em uma solução de escoamento incompressível?
Passo 1
Para definir o que é pressão mecânica, devemos lembrar como agem as forças superficiais num elemento diferencial de fluido a partir do esquema ilustrativo abaixo:
A partir dessa imagem, a gente pode separar as forças superficiais agindo no fluido em movimento como forças de pressão e tensões viscosas, a partir da equação:
Sendo a pressão e a tensão viscosa.
Para um escoamento compressível, ou seja, onde a massa específica varia, a pressão a pressão termodinâmica, que é calculada a partir de equações de estado.
Já para um escoamento incompressível, onde , não podemos utilizar a pressão termodinâmica para descrever a força normal que está agindo na superfície do fluido.
Em vez disso, a gente deve definir uma variável chamada pressão mecânica, dada pela seguinte equação:
Ou seja, a pressão mecânica é definida como a média das tensões normais que apontam para dentro do elemento de fluido.
Pronto, agora entendemos pra que serve essa variável quando estamos tratando de escoamento de fluidos incompressíveis!
Resposta
A pressão mecânica é definida como a média das tensões normais que apontam para dentro do elemento de fluido. Ela é utilizada para o escoamento de fluidos incompressíveis no lugar da pressão termodinâmica.