Fenomenos Dos Transportes

ETAPA 1 – DEFINIÇÃO E PROPRIEDADES DOS FLUIDOS

PASSO 1 :

MECÂNICA DOS FLUIDOS

Propriedades Básicas dos Fluidos

• Mecânica: Ciência que estuda o equilíbrio e o movimento de corpos sólidos, líquidos e gasosos, bem como as causas que provocam este movimento; líquidos

• Fluidos:

Gases

Em se tratando somente dos líquidos e gases que são denominados fluidos, recai-se no ramo da mecânica conhecido como mecânica dos fluidos.

A mecânica dos fluidos é a ciência que trata do comportamento destes fluidos em repouso e em movimento.

• Exemplos de aplicações:

Este amplo campo tem chegado a incluir muitas áreas extremamente especializadas como:

o O estudo do comportamento de um furacão;

o O fluxo de água através de um canal;

o As ondas de pressão produzidas na explosão de uma bomba;

o As características aerodinâmicas de um avião supersônico;

O conhecimento e entendimento dos princípios e conceitos básicos da mecânica dos fluidos são essenciais na análise e projeto de qualquer sistema no qual um fluido é o meio atuante.

O projeto de todos os meios de transporte requer a aplicação dos princípios de Mecânica dos Fluidos. Exemplos:

o as asas de aviões

o aerobarcos

o pistas inclinadas e verticais para decolagem

o cascos de barcos e navios

o projetos de submarinos e automóveis

Outros exemplos de utilização dos princípios básicos da mecânica dos fluidos:

• projeto de carros e barcos de corrida (aerodinâmica)

• sistemas de propulsão para vôos espaciais

• sistemas de propulsão para fogos de artifício

• projeto de todos os tipos de máquinas de fluxo incluindo bombas, separadores, compressores e turbinas

• lubrificação

• sistemas de aquecimento e refrigeração para residências particulares e grandes edifícios comerciais

ACENO HISTÓRICO

• Até o início do século o estudo dos fluidos foi efetuado essencialmente por dois grupos – Hidráulicos e Matemáticos;

• Os Hidráulicos trabalhavam de forma empírica, enquanto os Matemáticos se concentravam na forma analítica;

• Posteriormente tornou-se claro para pesquisadores eminentes que o estudo dos fluidos deve consistir em uma combinação da teoria e da experiência;

IMPORTÂNCIA

Nos problemas mais importantes, tais como:

o Produção de energia

o Produção e conservação de alimentos

o Obtenção de água potável

o Poluição

o Processamento de minérios

o Desenvolvimento industrial

o Aplicações da Engenharia à Medicina

Sempre aparecem cálculos de:

o Perda de carga

o Forças de arraste

o Trocas de calor

o Troca de substâncias entre fases

Desta forma, torna-se importante o conhecimento global das leis tratadas no que se denomina Fenômenos de Transporte.

OS FENÔMENOS DE TRANSPORTE NA ENGENHARIA

As aplicações de Fenômenos de transportes na Engenharia são inúmeras, principalmente por formarem um dos pilares básicos em todos os ramos dela. Podemos citar:

• Engenharia Civil e Arquitetura

Constitui a base do estudo de hidráulica e hidrologia e tem aplicações no conforto térmico em edificações

• Engenharia Sanitária e Ambiental

Estudos da difusão de poluentes no ar, na água e no solo

• Engenharia Mecânica

Processos de usinagem, processos de tratamento térmico, cálculo de máquinas hidráulicas, transferência de calor das máquinas térmicas e frigoríficas e Engenharia aeronáutica

• Engenharia Elétrica e Eletrônica

Importante nos cálculos de dissipação de potência, seja nas máquinas produtoras ou transformadoras de energia elétrica, seja na otimização do gasto de energia nos computadores e dispositivos de comunicação;

• Engenharia de Produção

Importante na otimização de processos produtivos e de transporte de fluídos, por intermédio do conhecimento dos fenômenos de troca de calor e da movimentação de fluidos ao longo de tubulações. Importantes também para aplicações nos estudos de ciclo de vida dos produtos industrializados;

Alem destas, é também de grande importância na Engenharia Química.

QUAIS AS DIFERENÇAS FUNDAMENTAIS ENTRE FLUIDO E SÓLIDO?

• Fluido é mole e deformável

• Sólido é duro e muito pouco deformável

Aerodinâmica nos aviões

A engenharia se baseou nos princípios de Bernoulli para conseguir desenhar as asas de um avião, fazer com que a velocidade do fluxo do ar fosse menor na parte de baixo da asa, levando a uma diferença de pressão na parte inferior em relação à superior. Essa é a diferença de pressão responsável por manter o avião suspenso no ar durante o seu percurso. Nas asas ainda existem algumas partes menores que, ao serem movimentadas, podem aumentar ou perder a velocidade e também mudar a direção de voo.

Forças