FENÔMENOS DE TRANSPORTE
Estudo sistemático e unificado da transferência de quantidade de movimento, energia e matéria. O assunto inclui as disciplinas: Mecânica dos fluidos Quantidade de Movimento Transferência de calor Energia Transferência de massa Transporte de matéria entre as espécies químicas.
O processo de transporte é caracterizado pela tendência ao equilíbrio, que é uma condição onde não ocorre nenhuma variação. Os fatos comuns a todos processos de transporte são: A Força Motriz - O movimento no sentido do equilíbrio é causado por uma diferença de potencial. O Transporte - Alguma quantidade física é transferida. O Meio - A massa e a geometria do material onde as variações ocorrem afetam a velocidade e a direção do processo
EXEMPLOS: Os raios solares aquecem a superfície externa de uma parede e o processo de transferência de calor faz com que energia seja transferida através da parede, tendendo a um estado de equilíbrio onde a superfície interna será tão quente quanto à externa. Força-motriz: diferença de temperatura Transporte: energia (calor) Meio: parede (propriedades influem na taxa de transferência)
EXEMPLOS: Quando um fluido está entre duas placas paralelas e uma delas se movimenta, o processo de transferência de quantidade de movimento faz com que as camadas de fluido adjacentes à placa se movimentem com velocidade próxima à da placa, tendendo a um estado de equilíbrio onde a velocidade do fluido varia de V na superfície da placa em movimente até zero na superfície da placa estacionária. Força-motriz: tensão de cisalhamento Transporte: quantidade de movimento Meio: fluido (propriedades influem na taxa de transferência)
EXEMPLOS: Uma gota de corante é colocada em recipiente com água e o processo de transferência de massa faz com que o corante se difunda através da água, atingindo um estado de equilíbrio, facilmente detectado visualmente. Força-motriz: diferença de concentração Transporte: massa Meio: fluido (propriedades influem na taxa de transferência)
O estudo de fenômenos de transporte tem aplicações muito importantes no campo da engenharia, pois permite conhecer assuntos diversos, como o transporte de fluidos através de tubulações ou a quantificação da dissipação de calor em motores. O estudo dos fenômenos de transporte é indispensável para projeto, operação e otimização de processos e equipamentos, em todos os campos da engenharia.
Aplicações em Engenharia: Engenharia Civil e Arquitetura: hidráulica, hidrologia e conforto térmico de edificações. Engenharia Sanitária e Ambiental: estudo da difusão de poluentes e tratamento de resíduos. Engenharia Elétrica e Eletrônica: cálculos da dissipação térmica e de potência. Engenharia Química: todas as Operações Unitárias. Engenharia Mecânica: usinagem, tratamentos térmicos, máquinas hidráulicas, máquinas térmicas (motores e refrigeração) e aeronáutica (aerodinâmica). Engenharia de Produção: otimização de processos, transporte de fluidos e de material, troca de calor e estudos de ciclo de vida.
PROGRAMA 1) Bases conceituais para o estudo dos Fenômenos de transporte 2) Propriedades gerais dos fluidos 3) Cinemática dos fluidos 4) Equações de Conservação na forma Integral 5) Equações Diferenciais do Escoamento de Fluidos 6) Teoria da Camada Limite 7) Escoamento em tubos
BIBLIOGRAFIA 1) YONG, D. F.; OKIISHI, T. H.; MUNSON, B.R. Fundamentos da mecânica dos fluidos. São Paulo: Edgard Blucher 2) BRUNETTI, F. Mecânica dos fluídos. São Paulo: Pearson Education. 3) FOX, Robert W. Introdução à mecânica dos fluídos. Rio de Janeiro: LTC. 4) WHITE, Frank M. Mecânica dos fluídos. Rio de Janeiro: Mcgraw-hill Interamericana. 5) COULSON, J. M.; RICHARDSON, J.F. Chemical engineering. Oxford: Butterworth Heinemann. Volume 1: Fluid Flow, Heat Transfer and Mass Transfer