Fenômeno De Transporte

RESUMO DA TEORIA

MINISTRADA EM CLASSE

2009.2

Caro Aluno

Compartilhando com o que será mencionado a seguir, por Brunetti, ao longo desses anos em classe verifiquei um maior aproveitamento dos meus alunos quando mostrava as aplicações mais simples, mais mensuráveis, exemplos em que os mesmos conseguissem visualizar os fenômenos e começassem a perceber como esta disciplina faz parte do nosso dia a dia, em todas as áreas em que tenhamos presente “um fluido”. É uma disciplina apaixonante quando a ela nos dedicamos e buscamos enxergar através não só de uma aula de uma apostila ou mesmo de um livro, mas quando a enxergamos como engenheiros que somos.

Logo, a idéia desta apostila é auxiliar seus estudos ligados a Fenômenos de Transporte, o que implica dizer que ela não substituirá nem a bibliografia recomendada e nem tão pouco as aulas de seu curso.

A proposta é que você assuma o volante de sua aprendizagem, ou seja, você se ensine, já que meu papel será simplesmente de apoio para que isto aconteça.

Bom aprendizado.

Solange Maria Ribeiro de Assis

PREFÁCIO

Vivemos cercados de fluídos.

A Água que sai pela torneira; o ar que respiramos, que também sustenta o avião e, ao mesmo tempo, cria uma resistência ao seu movimento; o óleo que lubrifica os mecanismos; o bocal da mangueira de jardim, que provoca uma alta velocidade do jato de água na saída, são, entre outros, fenômenos que observamos ou dos quais participamos diariamente.

Ao observar o comportamento dos fluidos, verifica-se que é repetitivo o que permite concluir que deve ser comandado por leis físicas.

Cabe ao cientista pesquisador estudar os fenômenos, compreendê-los, descobrir as variáveis envolvidas e arranja-las em modelos matemáticos cada vez mais precisos e completos.

É vocação do engenheiro se valer do conhecimento das leis que regem o comportamento dos fluidos para tirar proveito deles e fazer acontecer o que se deseja para o progresso e o conforto da humanidade.

Devido ao grande número de variáveis que influem em cada fenômeno, os modelos matemáticos tornam-se complexos para a compreensão e o seu manuseio. Entretanto, em muitas aplicações da engenharia, algumas dessas variáveis e alguns efeitos são de importância secundaria, permitindo a simplificação das equações para a solução da maioria dos problemas práticos.

Assim, por exemplo, ao considerar o regime permanente, mesmo que seja em media, elimina-se a variável tempo, o que simplifica a solução dos problemas, já que o resultado será o mesmo em qualquer instante.

Ao desprezar o atrito (efeitos tangenciais), a compreensão de alguns fenômenos torna-se qualitativamente mais fácil.

Desprezando-se a variação da massa especifica ou densidade como no caso dos líquidos, o manuseio dos modelos fica muito mais simples.

Assim, partindo de modelos matemáticos complexos, ao impor simplificações validas para obter resultados razoáveis em muitos problemas, pode-se chegar a equações mais amenas e compreensíveis para a aplicação pratica.

A pratica de ensino, ao longo de muitos anos, mostrou-nos que o caminho inverso parece ser o mais proveitoso para o aprendizado.

Com o conhecimento do conteúdo podem-se acompanhar facilmente outras disciplinas profissionalizantes de um curso de engenharia ou resolver inúmeros problemas da vida profissional.

Citado pelo Prof Eng Franco Brunetti no seu livro Mecânica dos Fluídos.

Sumário

1 - INTRODUCÃO 06

1.1 – Definição de um Fluido 09

12 – Equações Básicas 11

1.3 – Métodos de Análise 11

1.4 - Lei do Movimento 12

1.5 – Dimensões e Sistemas de Unidades 12

1.6 – Propriedades dos Fluidos 16

2 - ESTÁTICA DOS FLUIDOS

2.1 - Definição 24

2.2 - Pressão em um ponto 24

2.3 - Equação básica da estática dos fluidos 25

2.4 - Pressões Instrumentais e absolutas 28

2.5 -Manômetros 30

3. CONCEITOS FUNDAMENTAIS

3.1 - O Fluido como um continuo 37

3.2 - Campo de velocidade 37

3.3 - Campo de tensões 40

3.4 - Tensão em um ponto 41

3.5 - Fluido Newtoniano: Viscosidade 43

3.6 - Descrição e classificação dos escoamentos de fluidos 46

3.7 - Propriedades do Transporte Molecular 50

4. ANÁLISE DIMENSIONAL E SEMELHANÇA DINÂMICA

4.1- Introdução 53

4.1- Teorema de Buckinghan 56

5. DINÂMICA DOS FLUÍDOS 63

5.1 - Principio de conservação de massa - Equação da continuidade 64

5.2 - Equação da quantidade de movimento - Equação de Bernoulli 66

5.3 - Equação de Euler 69

5.4 - Teorema de Torricelli 69

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