Fenômenos dos Transportes

Profª Cinthya Petrucia

Cinemática dos Fluidos

Regime Permanente e Variado

Permanente – as propriedades do fluido são invariáveis em cada ponto com o passar do tempo, ou seja, não há variação em nenhum ponto do fluido com o tempo.

Variado – as condições do fluido em alguns pontos variam com o passar do tempo.

Regime Permanente e Variado

Escoamento uni, bi e tridimensional

Escoamento laminar e turbulento

Escoamento laminar e turbulento

Escoamento laminar e turbulento

Número de Reynolds

O número de Reynolds (Re) - número adimensional usado em mecânica dos fluidos para o cálculo do regime de escoamento de determinado fluido dentro de um tubo ou sobre uma superfície.

O seu significado físico é um quociente entre as forças de inércia e as forças de viscosidade.

Número de Reynolds

 

 

Viscosidade 

Viscosidade

Viscosidade

Aplicação 1

Calcular o número de Reynolds e identificar se o escoamento é laminar ou turbulento sabendo-se que em uma tubulação com diâmetro de 4cm escoa água com uma velocidade de 0,05m/s. Dado: Viscosidade Dinâmica da água:µ= 1,0030 × 10−3 Ns/m²

Aplicação 2

Qual é o número de Reynolds da água a 20°C escoando a 0,25m/s através de um tubo com 5mm de diâmetro? Se o tubo for aquecido, a que temperatura média da água o escoamento fará a transição para o regime turbulento? Considere que a velocidade do escoamento permanece constante.

Trajetória e Linha de corrente

Trajetória é o lugar geométrico dos pontos ocupados por uma partícula em instantes sucessivos.

As linhas de corrente são linhas tangentes à direção do escoamento, isto é, são linhas tangentes ao vetor velocidade em cada ponto

Vazão

Vazão

Vazão Uniforme na seção

Vazão

Sendo Vm a velocidade média que irá substituir a velocidade real e reproduzir a mesma vazão

Vazão em volume (Q) - m3/s;

Vazão em massa (Qm) - kg/s; Vazão em peso (Qp) - N/s.

Vazão

Aplicação 33-Para determinar a vazão da água a 20°C por uma mangueira, um estudante constata que a mangueira enche um tambor de 208 litros em 2 minutos e 37 segundos. Calcule:

a)A vazão em volume em m3/s; b)A vazão em massa em kg/s ( =1000 / 3); 𝜌 𝑘𝑔 𝑚c)A vazão em peso em N/s.

R- a) =1,32 10−3 3 𝑄 𝑥 𝑚 𝑠b) =1,32 𝑄𝑚 𝑘𝑔𝑠c) =13,2 𝑄𝑃 𝑁𝑠

Equação da Continuidade para Regime Permanente

Não há variação em nenhum ponto do fluido com o tempo.

Fluido incompressível – massa específica na entrada e na saída deve ser a mesma.

V1A1 = V2A2

Aplicação 4

O escoamento de um fluido incompressível passa de uma tubulação de diâmetro D em (1) para outra de diâmetro D/2 em (2) através de um bocal, conforme mostrado na figura. Se a vazão na saída é de 0,01 m3/s, para uma área de saída de 200 cm2, a velocidade na entrada, em m/s, é de:

Aplicação 5