Fenômenos de Transporte I Nayára Bezerra Carvalho Fenômenos de Transporte I

30/07/2015

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Fenômenos De Transportes I

Profª Msc. Nayára Bezerra Carvalho

Engenheira Ambiental

Mestre em Engenharia de Processos

Doutoranda em Engenharia de Processos

Turma: N04 – Civil Quinta Noite

Aracaju, 2015 1

NORMAS INSTITUCIONAIS

Fig.: Acesso ao site UNIT. 2

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METODOLOGIA DE AVALIAÇÃO

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METODOLOGIA DE AVALIAÇÃO

Nota da Teoria (60%)

ME

(40%)

UP1 ou UP2

Prova contextualizada

6,0

Medida de Eficiência EM SALA

4,0

UP1 ou UP2

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REGRAS DE BOA CONVIVÊNCIA

Fig.: Pontualidade, acesso, celular, chamada.5

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EMENTA

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CRONOGRAMA

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CRONOGRAMA

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Aula JULHO

1 30/07

Normas da instituição, ementa e conteúdo programático, metodologia de avaliação ecalendário acadêmico. Introdução aos conceitos fundamentais de Fenônemos deTransporte, Mecânica dos Fluidos; Análise dimensional: grandezas e unidadesfundamentais e derivadas.Pesquisa extra classe.

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Aula AGOSTO

2 06/08

Propriedades dos fluidos e caracterização de fluido; Conceitos de sistema, volume de controle e teoria docontínuo; Mecanismos de transferência de quantidade de movimento e aplicações; Lei de Newton daviscosidade e reologia; Descrição e classificação do escoamento de fluidos.Debate em sala de aula sobre a pesquisa bibliográfica extra classe (pesquisa extra classe: contribuiçãohistórica dos cientistas para a Mecânica dos Fluidos) (Medida de Eficiência).

3 13/08

Experimento de Reynolds no Laboratório de Fenômenos de Transporte (classificação do escoamento defluidos); (Medida de Eficiência).

Reposição 18/08

4 20/08

Pressão num fluido e equilíbrio no campo de forças; Estática dos Fluidos; Fluido incompressível no campogravitacional; Manometria.

5 27/08

Variação da pressão atmosférica com a altitude; Força em superfícies planas e curvas. Empuxoestabilidade de corpos submersos e flutuantes.Exercícios contextualizados– Atividade em SALA (Medida de Eficiência).

6 04/09

Forma Integral das equações de conservação: movimento, massa e energia; Teorema de transporte deReynolds. Balanço global de Massa.

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AULA SETEMBRO

7 10/09

Balanço global de Movimento. Balanço global de Energia. Equação de Bernoulli.

8 17/09

Aula de revisão e treinamento de conteúdo da Unidade I.Exercícios contextualizados – ATIVIDADE EM SALA (Medida de Eficiência).

9 24/09

Prova Unidade I

10 01/10

Entrega das Provas de Unidade I.

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DIMENSÕES E UNIDADES

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DIMENSÕES E UNIDADES

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=

Pé na idade média. Jarda, século XII, Rei Henrique I.

DIMENSÕES

• Qualquer quantidade física pode ser caracterizada pordimensões.

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(Çengel e Cimbala, 2007)18

MASSA TEMPO

COMPRIMENTO

FORÇA TEMPO

COMPRIMENTO

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VARIÁVEIS E DIMENSÕES

• Na mecânica dos fluidos cada uma dessas variáveis pode serexpressa por um símbolo e uma dimensão associada.

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VARIÁVEIS E DIMENSÕES

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VARIÁVEIS E DIMENSÕES

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Internacional Gravitacional Inglês Sistemas

SISTEMAS DE UNIDADES

• Conjunto consistente de unidade de medida que contém umconjunto de unidades fundamentais

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(Çengel e Cimbala, 2007)22

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DIMENSÕES E UNIDADES

SISTEMA DE DIMENSÕES

SISTEMAS DE UNIDADES

FORÇAF

MASSA M

COMPRIMENTO L

TEMPOt

TEMPERATURAT

MLtT SistemaInternacional de Unidades

(SI)

N Kg m s K

FLtT Gravitacional Britânico (CB)

lbf slug ft s ºR

FMLtT Inglês de Engenharia (EE)

lbf lbm ft s ºR Fen

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UNIDADES – SISTEMA INTERNACIONAL

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Tabela: Unidades Básicas do Sistema Internacional (SI) Tabela: Unidades Derivadas

Tabela: Unidades Suplementares (Ângulos)

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UNIDADES – SISTEMA INTERNACIONAL

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Tabela: Unidades Derivadas com Nomes e Símbolos Especiais

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UNIDADES – SISTEMA INTERNACIONAL

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ESTUDO DIRIGIDO: LEITURA COMPLEMENTAR

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UNIDADES - PREFIXOS

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Tabela: Prefixos de unidades.

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UNIDADES – Letras Gregas

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CONVERSÃO DE UNIDADE

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Importância da Conversão de Unidades

• 23 de setembro de 1999 - A nave da NasaMars Climate Orbiter, de 125 milhões dedólares, desintegrou-se ao entrar naatmosfera de Marte

• CAUSA: confusões entre seus projetistas econstrutores sobre unidades métricas (km)e inglesas (milhas).

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Um satélite para monitorar

o clima em Marte

ESTUDO DIRIGIDO: Os dez maiores erros de cálculo da ciência e da engenharia. (Site BBC)

NASA Measuring Failure: https://www.youtube.com/watch?v=q2L5_swAT5A

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TRANSFORMAÇÃO

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Unidade Velha -------- Unidade Nova x Fator de Transformação

Valor da Grandeza na Unidade Velha -------- X

EXEMPLO

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• Para cada variável relacionada abaixo, indique asdimensões usando o sistema MLtT de dimensões deunidades típicas SI e inglesas.

• PRESSÃO

• ENERGIA

• POTENCIA

• MASSA ESPECÍFICA

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EXEMPLO

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•CONVERTA:

• 50 psi para KPa

• 1200 L para galões

• 1 lbf/ft² para N/m²

• 20 m²/s para ft²/s

FENÔMENOS DE TRANSPORTE

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Transferência de Calor e

Massa

Mecânica dos

Fluidos

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O QUE É MECÂNICA DOS FLUIDOS?

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Mecânica dos Fluidos

Hidrostática

.

Hidrodinâmica

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APLICAÇÃO DE MECÂNICA DOS FLUIDOS

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MECÂNICA DOS FLUIDOS

• O conhecimento e entendimento dos princípios e conceitosbásicos da Mecânica dos Fluidos essenciais na análise eprojeto de qualquer sistema o qual um fluido é o meioatuante.

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Eng. Civil Eng.

Sanitária e Ambiental

Eng. Mecânica

Eng. Mecatrônica

Eng. Elétrica e Eletrônica

Eng. de Petróleo

Eng. de Alimentos

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MECÂNICA DOS FLUIDOS

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Projetos de bombas,

compressores, tubulações e

dutos;

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MECÂNICA DOS FLUIDOS

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Tubulações e dutos em

sistemas de agua ou esgoto

residencial;

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MECÂNICA DOS FLUIDOS

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Condicionamento de ar de casa

ou edifícios;

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MECÂNICA DOS FLUIDOS

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oProjeto

aerodinâmico de edificações;

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MECÂNICA DOS FLUIDOS

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Projetos de sistemas de

canais, diques ou represas;

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MECÂNICA DOS FLUIDOS

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oAerodinâmica de automóveis

e aviões;

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MECÂNICA DOS FLUIDOS

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Estudo de difusão de poluentes no ar, agua ou solo;

Estudo hidráulico; Hidrologia;

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MECÂNICA DOS FLUIDOS

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Turbinas eólicas; Geração de

energia a partir de ondas do

oceano;

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MECÂNICA DOS FLUIDOS

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Fenômenos atmosféricos:

tornados, furacões;

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MECÂNICA DOS FLUIDOS

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Estudo da dissipação de

potência; otimização de

gasto de energia em dispositivos;

Medicina

Esportes

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HISTÓRICO E LEIS BÁSICAS

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Histórico

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oPré-história: barco a vela e sistemas de irrigação.

Civilização romana: desenvolvimento de projetos de sistemas hidráulicos e projetos debarcos e navios.

Leonardo Da Vinci (1452-1519) derivou a equação da conservação da massaunidimensional para regime permanente. Leonardo foi um grande observador eexperimentalista.

Isaac Newton (1642-1727) postulou as leis do movimento e as leis da viscosidade para resolução de problemas envolvendo quantidade de movimento de fluido.

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HISTÓRICO – MEDIDA DE EFICIÊNCIA

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• Pesquisa extra classe: contribuição histórica dos cientistas para aMecânica dos Fluidos.

HISTÓRICO – MEDIDA DE EFICIÊNCIA

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• Pesquisa extra classe: contribuição histórica dos cientistas para aMecânica dos Fluidos.

• Quem são?

• Origem?

• Formação?

• Contribuição para a Mecânica dos Fluidos?

• MANUAL

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LEIS BÁSICAS

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Leis Básicas

Conservação de Massa

2ª Lei do Mov. De Newton

Quantidade de Mov. Angular

1ª e 2ª Lei da Termod.

Fig.: Leis e equações básicas que regem a mecânica dos fluidos.

Equações Básicas

Continuidade

Teorema do Momentum

Equação de Energia

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Análise IntegralAnálise diferencial

LEIS BÁSICAS

Conservação de Massa: “Na natureza nada se cria, nada se perde tudose transforma”.

2ª Lei do Movimento de Newton: "A força resultante que atua sobreum corpo é diretamente proporcional à aceleração que ele adquire“Fr = m . A

Quantidade de Movimento Angular: É a quantidade de movimentoassociado a um objeto que executa um movimento de rotação emtorno de um ponto fixo.

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LEIS BÁSICAS

1ª Lei de Newton: conservação de energia, energia de umsistema é trocado com o meio externo na forma de calor etrabalho.

2ª Lei de Newton: A quantidade de entropia de qualquersistema isolado termodinamicamente tende a incrementar-secom o tempo, até alcançar um valor máximo. Fe

nô

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Obrigada!

[email protected]

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