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Aula Aula 0101

UniEvangélicaUniEvangélica

Tecnologia Tecnologia em Produção Sucroalcooleiraem Produção Sucroalcooleira

DisciplinaDisciplina

Fenômenos de TransporteFenômenos de Transporte

Candidato: prof. Renato Souza Rodovalho

Tema

Mecânica dos Fluídos

Fenômenos de TransporteFenômenos de Transporte São processos nos quais há uma transferência líquida o

transporte de matéria, energia ou momento linear. Envolve conceitos associados à Mecânica dos Fluidos,

Termodinâmica e Transmissão de Calor. Os mesmos são comumente

estudados por alunos de engenharia e outrosinteressados.

Mecânica dos FluídosMecânica dos Fluídos

É a ciência que tem por objetivo o estudo do comportamento físico dos fluidos e das leis que regem este comportamento. (LOPES 2008)

É a ciência que estuda o comportamento dos fluidos em repouso e em movimento. (PINOTTI, 2004)

Mecânica dos FluídosMecânica dos Fluídos

Algumas aplicações

◦ Estudos de lubrificação.◦ Transporte de sólidos por via pneumática ou

hidráulica. Ex.: elevadores hidráulicos.◦ Cálculo de máquinas hidráulicas. Ex.: bombas e

turbinas.◦ Instalações de vapor. Ex.: caldeiras.

Mecânica dos FluídosMecânica dos Fluídos Características dos fluídos◦ Sólido◦ Líquido◦ Gasoso Espaçamentos e atividades intermoleculares são maiores

nos gases, reduzidos no líquidos e muito reduzidos nos sólidos.

As moléculas trocam de posição e tomam a forma do recipiente.

Não resiste a tensões de cisalhamento. Hipótese do Contínuo: o fluído pode ser dividido em

infinitas partes, sempre mantendo as suas propriedades.

Fluído

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Mecânica dos FluídosMecânica dos Fluídos

Propriedades Físicas dos Fluídos◦ Massa Específica ou Densidade Absoluta É a quantidade de matéria contida na unidade de

volume de uma substância qualquer.

◦ Ex.: (água)=1 g.cm-3 = 1000 kg.m-3

Quantidade do fluído, g, kg, ... Volume do fluído, cm³, m³, ...

Massa específica, g.cm-3, kg.m-3, N.s²/m4, ...

Mecânica dos FluídosMecânica dos Fluídos

Propriedades Físicas dos Fluídos◦ Densidade Relativa É a razão entre a massa específica de uma

substância () e a massa específica de outra substância (1), tomada como referência.

Nos estudos com líquidos e gases, geralmente 1adota a massa específica da água.

Massa específica de uma substância, g.cm-3, ...

Massa específica de outra substância, g.cm-3, ...

Densidade relativa

Propriedades Físicas dos FluídosPropriedades Físicas dos Fluídos

Peso Específico◦ É o peso da unidade de volume da substância.

OU

Peso da substância, W=m.g, Kgf ou NVolume da substância, m3, ...

Peso específico, kgf.m-3, kg.m-2.s-2 , ...

Massa específica

Propriedades Físicas dos FluídosPropriedades Físicas dos Fluídos Variação das propriedades do fluído com a temperatura

Propriedades Físicas dos FluídosPropriedades Físicas dos Fluídos

Observações do gráfico

◦ Supondo constante a massa m de um fluído, seu volume V cresce com o aumento da temperatura.◦ Portanto diminui com o aumento da

temperatura.◦ No caso particular da água, estas afirmações

são válidas para temperaturas acima de 4 0C.

Exemplo 1Exemplo 1 Sabendo que 800 gramas de um líquido

enchem um cubo de 0,08m de aresta, obter a massa específica desse fluído em g/cm³.◦ Pelo enunciado,◦ m= 800 g◦ V= (0,08)³= 0,000512m³= 512cm³◦ De onde = m/V= 800/512= 1,562 g/cm³◦ = 1,562 g/cm³

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Exemplo 2Exemplo 2

Enche-se um frasco com 3,06g de ácido sulfúrico. Repete-se a experiência, substituindo o ácido por 1,66g de água. Obter a densidade relativa do ácido sulfúrico.◦ Sejam 1 e 2, respectivamente, as massas

específicas da água e do ácido sulfúrico.◦ Então a densidade relativa do ácido será:

ContinuandoContinuando

Pelo enunciado V1 = V2

Exemplo 3Exemplo 3 Um fluído pesa 25 Kg.m-2.s-2 em um local

onde a gravidade é 9,806 m/s². Determine:a) A massa específica no referido local.b) O peso específico do mesmo fluído em

outro local, onde g = 9,810 m/s².

a) Pelo enunciado, = 25 Kg.m-2.s-2

g = 9,806 m/s²

ContinuandoContinuando

b) A massa e o volume não se altera, por tanto = 2,55 kg/m³

ContinuandoContinuando Propriedades Físicas dos FluídosPropriedades Físicas dos Fluídos

Na próxima aula:◦ Volume específico◦ Transformações isotérmicas nos gases

perfeitos◦ Viscosidade◦ Coesão e Adesão◦ Capilaridade◦ Pressão de vapor

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BibliografiasBibliografias BASTOS, F. A. Problemas de Mecânica dos

Fluídos. Guanabara Koogan S. A. Rio de Janeiro, 1983, 482p.

FOX, R. W. McDONALD, A. T. Introdução a Mecânica dos Fluídos. LTC Editora. 5ª Edição, 1998.

LOPES, F. Fenômenos de Transporte I. Departamento de Engenharia Química –UFB. 2008.

PINOTTI, M. Mecânica dos Fluídos. Notas de Aula. Universidade Federal de Minas Gerais, 2004.