FENÔMENOS DE TRANSPORTE

Transcrição

1 Universidade Federal Fluminense Escola de Engenharia Disciplina: FENÔMENOS DE TRANSPORTE Aula 1 - Introdução Prof.: Gabriel Nascimento (Depto. de Eng. Agrícola e Meio Ambiente) Elson Nascimento (Depto. de Eng. Civil)

2 BIBLIOGRAFIA: FENÔMENOS DE TRANSPORTE WHITE, Frank. M. Mecânica dos Fluidos. 6ª ed. McGraw-Hill, Mecânica dos fluidos FOX Robert W.; MCDONALD Alan T. Introdução à Mecânica dos Fluídos. 8ª ed. John Wiley and Sons, N.Y., Tradução: LTC, Transferência de calor e massa LIENHARD, John H. A Heat Transfer Textbook. 4ª ed. Cambridge, MA: Phlogiston Press, Disponível em: web.mit.edu/lienhard. Acesso em 10/05/2015. INCROPERA, Frank P.; DEWITT, David P., Fundamentos de Transferência de Calor e de Massa. 7ª ed. LTC, 2014.

3 FENTRAN RESUMO DA EMENTA MECÂNICA DOS FLUIDOS Estática, cinemática e dinâmica dos fluidos Equações diferenciais e integrais Escoamento em tubos TRANSFERÊNCIA DE CALOR Regimes e formas de transferência Condução, Convecção, Irradiação Camada Limite TRANSFERÊNCIA DE MASSA Difusão molecular, difusão turbulenta e advecção ANÁLISE DIMENSIONAL E SEMELHANÇA

4 Aplicações

5 Aplicações: Estudos meteorológicos Acesso em 01/12/2015.

6 Aplicações: Oceanografia

7 Aplicações: Circulação sanguínea (Biomedicina) ANSYS Training Course. oto=461&evento=3. Acesso 01/12/2015

8 Aplicações: Estudo do comportamento do água

9 Aplicações: Geração de energia (turbinas de hidrelétricas) Acesso em 01/12/2015.

10 (Reprodução/Veja). Acesso em 01/12/2015 MECÂNICA DOS FLUIDOS Aplicações: Geração de energia (turbinas eólicas)

11 Aplicações: Aeronáutica (turbinas de avião) Acesso em 01/12/2015.

12 Aplicações: Lazer (jet ski) Acesso em 11/03/ Acesso em 11/03/ Acesso em 11/03/2015

13 Aplicações: Lazer (flyboard) Disponível em: Acessado em 24/04/2014

14 Aplicações: Lazer MECÂNICA DOS FLUIDOS

15 Aplicações: Construção civil

16 Aplicações: Túnel de vento (construção civil) Bairro de Moema São Paulo. Acesso em 01/12/2015.

17 Aplicações: Túnel de vento (construção civil) Arena do Grêmio. Acesso em 01/12/2015.

18 Aplicações: Túnel de vento (aerodinâmica automotiva) Acesso em 01/12/2015.

19 Aplicações: Túnel de vento (aerodinâmica automotiva) The Pagani Huayra Story - A Documentary - by runimation studios. Disponível em: Acesso em 02/12/2015.

20 Aplicações: Túnel de vento (aerodinâmica de aviação)

21 Aplicações: Túnel de vento (aerodinâmica de aviação) Smart Blade. Disponível em: Acesso em 02/12/2015.

22 Aplicações: Engenharia Naval MECÂNICA DOS FLUIDOS Flipping sea exploration on its head: Extraordinary 355ft ship that can rotate 90 degrees in the water to transform into research unit. Disponível em: /Flipping-sea-exploration-head-Extraordinary-355ft-shiprotate-90-degrees-water-transform-research-unit.html. Acesso em 02/12/2015.

23 Aplicações: Engenharia Naval Flipping sea exploration on its head: Extraordinary 355ft ship that can rotate 90 degrees in the water to transform into research unit. Disponível em: Acesso em 02/12/2015.

24 Aplicações: CFD (Computational Fluid Dynamics) Acesso em 02/12/2015.

25 Aplicações: CFD (Computational Fluid Dynamics) Acesso em 02/12/2015.

26 Aplicações: CFD (Computational Fluid Dynamics)

27 Aplicações: CFD (para explosões) Disponível em: Acessado em 12/05/2014. Simulated explosion within a gas metering facility. The simulation involves a stoichiometric concentration of methane in air within the enclosure. The animation covers the time period from to seconds after ignition and has been slowed down by a factor of 100. Over-pressures are plotted between 0.1 bar (blue) and 0.3 bar (red). The roof of the enclosure has been made transparent to allow visualisation.

28 Aplicações: Esportes Acesso em 11/03/2015. Olympic alpine skier Jan Hudec gets tested in GM s Wind tunnel. Disponível em: Acesso em 02/12/2015.

29 Aplicações: Esportes Ames Research Center Tests World Cup Soccer Ball, NASA. Disponível em: Acesso em 02/12/2015.

30 Aplicações: Esportes Ames Research Center Tests World Cup Soccer Ball, NASA. Disponível em: Acesso em 02/12/2015.

31 Aplicações: Hidráulica - Acessado em 11/03/ Acesso em 11/03/0215.

32 Conceitos Fundamentais

33 Definição: Estudo dos fluidos tanto em movimento (dinâmica dos fluidos) quanto em repouso (estática dos fluidos) e seus consequentes efeitos em suas fronteiras, que podem ser superfícies sólidas ou interfaces com outros fluidos.

34 Campos de estudo: Hidrostática Hidrodinâmica Aerodinâmica

35 Teoria e experimentação: "Se tiveres que tratar com água, consulta primeiro a experiência e depois a razão Leonado da Vinci Acesso em 01/12/2015 UFF - FENTRAN - Aula 1 - Prof. Elson / Gabriel

36 Teoria e experimentação: "Se tiveres que tratar com água, consulta primeiro a experiência e depois a razão Leonado da Vinci UFF - FENTRAN - Aula 1 - Prof. Elson / Gabriel

37 Teoria e experimentação: "Se tiveres que tratar com água, consulta primeiro a experiência e depois a razão Leonado da Vinci UFF - FENTRAN - Aula 1 - Prof. Elson / Gabriel

38 Sólido X Fluido? UFF - FENTRAN - Aula 1 - Prof. Elson / Gabriel

39 Sólido X Fluido = = UFF - FENTRAN - Aula 1 - Prof. Elson / Gabriel

40 Sólido X Fluido = = dθ dt dθ dt UFF - FENTRAN - Aula 1 - Prof. Elson / Gabriel

41 Diferença entre sólido e fluido: Um sólido pode resistir à uma tensão cisalhante, sofrendo uma deformação estática. Quando um fluido sofre uma tensão cisalhante, por menor que seja, ele entra em movimento que continuará pelo tempo que lhe for aplicada essa tensão. UFF - FENTRAN - Aula 1 - Prof. Elson / Gabriel

42 Sólido e fluido: Substâncias com comportamento ambíguo. Ex.: Asfalto e vidro. Fluidos bifásicos: Ex.: Ar e água, gás e óleo. Fluidos multifásicos: Ex.: Óleo, água e gás. UFF - FENTRAN - Aula 1 - Prof. Elson / Gabriel

43 Hipótese do contínuo: m i V Incerteza microscópica Incerteza macroscópica V (cm 3 ) UFF - FENTRAN - Aula 1 - Prof. Elson / Gabriel

44 Hipótese do contínuo: Reflete um ponto de vista macroscópico do fluido a ser estudado, que envolve sempre uma grande quantidade de moléculas, comportando-se como uma massa fluida contínua, onde se despreza os espaços vazios entre elas. Portanto, desta forma, assume-se que qualquer ponto do domínio é definido como uma partícula fluida de dimensões infinitesimais com as mesmas grandezas (massa específica, velocidade, etc.) e em todos eles as equações podem ser aplicadas da mesma forma. UFF - FENTRAN - Aula 1 - Prof. Elson / Gabriel

45 SÓLIDO FLUIDO Abordagem Lagrangeana: Acompanha as partículas da matéria. F y x Tem como incógnita os deslocamentos (u, v, w,...) y x Abordagem Euleriana: Tem referência no espaço. Tem como incógnita a velocidade (V) F y x V y x UFF - FENTRAN - Aula 1 - Prof. Elson / Gabriel

46 RESUMO: Aplicações da Mecânica dos Fluidos Conceitos Fundamentais: Definição de MecFlu Teoria e Experimentação Sólido X Fluido Hipótese do Contínuo Abordagem Euleriana e Lagrangeana

47 BIBLIOGRAFIA: MECÂNICA DOS FLUIDOS WHITE, Frank. M. Mecânica dos Fluidos. 6ª ed. McGraw-Hill, FOX Robert W.; MCDONALD Alan T. Introdução à Mecânica dos Fluídos. 8ª ed. John Wiley and Sons, N.Y., Tradução: LTC, Imagens e vídeos disponíveis na internet referenciados ao longo da apresentação.

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