Fenomenos de Transporte I

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Fenômenos de Transporte I
Aula 1
Tensão de cisalhamento: é uma força
tangencial que faz com que o fluido se deforme
(se movimente). Não é uma grandeza vetorial e
nem escalar e sim tensorial.
(tensorial)
(Pressão - escalar)𝑃 =
𝐹
𝑃
𝐴
Fluido: Um fluido é uma substância que se
deforma continuamente enquanto é aplicada
uma tensão de cisalhamento tangencial, não
importando quão pequena seja essa tensão. Ex:
gel, óleo.
● Líquidos: grande coesão entre as
moléculas, moderadamente compressíveis.
● Gases: menor coesão entre as moléculas,
bastante compressíveis.
Considerar os fluidos como incompressível!
Sólido: força intermolecular intensiva e coesiva,
deforma-se, quando uma tensão de
cisalhamento lhe é aplicada, mas não
continuamente, ele se rompe.
Dimensões e unidades
Sistema Internacional: M (kg); L (m); t (s); T
(K).
Maneira correta de converter unidades:
Exemplo: Um corpo de massa 5000 lbm sofre
uma aceleração de 20 m/min². Determine a
força aplicada em N.
Consistencia dimensional
Todos os termos de uma equação tem que ter a
mesma dimensão (ou unidade).
Aula 2
Propriedade dos Fluidos
Características únicas (próprias) dos fluidos que
variam com a a T e seus valores podem ser
determinados experimentalmente ou
encontrados em tabelas (em função da T).
● Propriedades intensivas: são propriedades
que independem da massa do sistema.
Exemplo: , cp , T, P.
● Propriedades extensivas: são propriedades
que dependem do tamanho ou extensão do
sistema. Exemplo: m, V, F.
Hipótese do meio contínuo: matéria contínua
em qualquer divisão de volume dentro do
sistema.
massa especifica é constante, se
despreza o vazio entre as moléculas
Massa Específica :É definida como a razão(ρ)
entre a massa de um fluido e o seu volume.
Depende da T e P.
ρ = 𝑚𝑉 
𝑘𝑔
𝑚3( )
Volume específico : É o inverso da massa(υ)
específica; é a razão do volume do fluido pela
sua massa.
υ = 1ρ =
𝑉
𝑚
𝑚3
𝑘𝑔( )
Peso específico(G): É a razão do peso do
fluido (G) pelo seu volume.
Densidade (d) ou gravidade específica(GE):
Grandeza adimensional
ρ𝐻
2
𝑂(4°𝐶) = 1000 𝑘𝑔
𝑚3
Gás Ideal
𝑅 =
𝑅
𝑢
𝑀𝑀
Ru: constante universal dos gases = 8,314
kJ/kgmol.K;
MM: massa molar do gás (kg/kmol)
Tensão Superficial : Propriedade que(σ)
resulta de forças atrativas entre as moléculas.
Ela se manifesta apenas em líquidos, na sua
interface líquido-gás.
Na superfície livre de um líquido, praticamente,
não existem forças que atraem as moléculas
para fora do líquido. Assim, as moléculas
localizadas na superfície livre sofrem uma força
de atração de fora para dentro do líquido,
resultando em uma película com efeito de
tensão ao longo do plano da superfície.
σ = 𝑁𝑚
- Efeito da tensão superficial;
- Resultado das forças adesivas (forças
entre moléculas diferentes) e forças
coesivas (forças entre moléculas
semelhantes). Água força adesiva é
maior que a coesiva - menisco para cima
Viscosidade Dinâmica (µ)
Também conhecida como viscosidade absoluta
Newton observou que quanto maior a força F,
maior a velocidade de deformação angular (tg ):
Contudo, diferentes fluidos se comportam de
forma diferente à força F, essa força de
resistência depende de cada tipo de fluido:
Tomando-se o limite quando y tende a zero
temos a Lei da viscosidade dinâmica:
A viscosidade determina a relação entre a
tensão de cisalhamento e a velocidade de(τ)
deformação angular para um escoamento
unidimensional.
Portanto, a viscosidade dinâmica é uma
propriedade do fluido pela qual ele oferece
resistência à deformação!
Quanto maior a resistência de um fluido à
deformação, maior a viscosidade;
A viscosidade está relacionada à coesão entre
as moléculas. Quanto mais coesas, maior a
viscosidade!
Obs: Não há como medir viscosidade dinâmica
se o fluido estiver parado, ele tem que estar em
movimento.
– Viscosidade Cinemática É a razão entre a(υ)
viscosidade dinâmica e a massa específica de
um fluido.