Fenômenos de Transporte Aula 1. Professor: Gustavo Silva

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1 Fenômenos de Transporte Aula 1 Professor: Gustavo Silva 1

2 Propriedades dos fluidos; teorema de Stevin; lei de Pascal; equação manométrica; número de Reynolds; equação da continuidade; balanço de massa e energia; condução de calor. Ementa do Curso 2

3 Objetivos Permitir ao educando a compreensão e domínio dos conceitos e métodos de Fenômenos de Transporte de forma a efetuar a sua devida aplicação nas disciplinas profissionalizantes. 3

4 Bibliografia Brunetti, Franco, Mecânica dos fluidos, Editora Pearson Prentice Hall, 409 p. : São Paulo il. c2005 ROMA, W. N. L. Fenômenos de Transporte para Engenharia. Editora Rima. São Carlos. SP MUNSON, B. Fundamentos de Mecânica dos Fluidos. Editora Edgard Blucher. São Paulo

5 Avaliações Datas para previsão de avaliações: -AV1-10º semana -AV2-15º semana -AV3-18º semana 5

6 Princípios Gerais 1.1- Mecânica Mecânica dos corpos rígidos Mecânica Mecânica dos corpos deformáveis Mecânica dos fluidos Estuda o comportamento físico dos fluidos. Algumas aplicações são: escoamento de fluidos em canais; esforços em barragens; ventilação e etc... 6

7 Definição de fluidos Fluido é uma substância que não tem uma forma própria, assume o formato do recipiente. Superfície livre Sólido Líquido Gás Fluidos 7

8 Definição de fluidos Experiência das Duas Placas Ft=constante Ft=constante Equilíbrio estático Sólido Ft=constante Ft=constante Ft=constante Deforma continuamente Fluido 8

9 Definição de fluidos Os pontos de um fluido, em contato com uma superfície sólida, aderem aos pontos dela, com os quais estão em contato. Fluido é uma substância que se deforma continuamente, quando submetida a uma força tangencial constante qualquer ou, em outras palavras, fluido é uma substância que, submetida a uma força tangencial constante, não atinge uma nova configuração de equilíbrio estático. 9

10 Fn Tensão de Cisalhamento (τ) y Diagrama de velocidades v0 v0 Diagrama de velocidades v0 v0 Tensão de cisalhamento (τ) é igual a força tangencial por unidade de área, logo: Lupa τ = F T A [kgf/m²], [N/m²], [dina/cm²] τ τ τ v3 v2 V2>V3 10

11 Massa Específica (ρ) Massa específica é a massa do fluido por unidade de volume, ρ = m V Onde m é a massa do fluido e V é o volume do fluido. Por exemplo: 1m³ de água a 4 C possui uma massa de 1.000kg, logo sua massa específica é igual a 1.000kg/m³. 11

12 Massa Específica (ρ) Exemplo 1kg FERRO ÁGUA FERRO ÁGUA FERRO VAPOR DE ÁGUA 12

13 Peso Específico ( ) O peso específico é o peso do fluido por unidade de volume, = G V Ou seja, peso específico é a massa específica multiplicada pela aceleração da gravidade. 13

14 O peso específico relativo é a relação entre o peso específico do líquido e o peso específico da água, = Peso Específico relativo para líquidos ( ) =10.000N/m³ 14

15 Viscosidade Dinâmica (μ) Viscosidade indica a dificuldade de um determinado fluido escoar. Esta grandeza varia de fluido para fluido e também varia com as condições deste determinado fluido (pressão, temperatura...). τ = μ v 0 ε = μ dv dy Onde μ é dado em [N s/m²] 15

16 Viscosidade Cinemática (ν) Viscosidade cinemática é a razão entre a viscosidade dinâmica e a massa específica, ν = μ ρ [m²/s] 16

17 Fluido Ideal Fluido ideal é aquele que escoa sem perda de energia por atrito, pois o mesmo possui viscosidade nula. Na realidade não existe um fluido com viscosidade nula, porém em alguns casos é cabível considerar o fluido como sendo um fluido ideal. 17

18 Fluido Incompressível Quando um fluido não altera seu volume ao ser submetido a diferentes pressões, este é considerado incompressível. Novamente tal fluido não existe, porém os líquidos possuem um comportamento muito próximo a este. Em casos como o estudo de ventilação onde o ar é submetido a uma variação de pressão muito pequena, este pode ser considerado incompressível. 18

19 Equação de Estado dos Gases Para casos onde há uma mudança de estado de um gás, p 1 p 2 ρ 2 ρ 1 = T 1 T 2 19

20 Exercícios 1.1 A viscosidade cinemática de um óleo é 0,028m 2 /s e o seu peso específico relativo é 0,85. Determine a viscosidade dinâmica no SI (g = 10m/s²) 1.2 A viscosidade dinâmica de um óleo é kgf s/m² e o peso específico relativo é 0,82. Determine a viscosidade cinemática no SI (g = 10m/s²; γ H2O = 1.000kgf/m 3 ) 1.3 O peso de 3dm³ de substância é 23,5N. A viscosidade cinemática é 10 5 m 2 /s. Se g=10m/s², qual será a viscosidade dinâmica no SI? 20

21 Exercícios 21

22 Exercícios 22

23 Exercícios 23

24 Exercícios 24

25 Exercício lista 25

26 Exercício lista 26

27 Exercícios 27

28 Exercício 28

29 Exercício lista 29

30 Exercício 30

31 Bibliografia Brunetti, Franco, Mecânica dos fluidos, Editora Pearson Prentice Hall, 409 p. : São Paulo il. c