FEA - Aula 1 - Sistemas de Unidades

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<p>UNIVERSIDADE FEDERAL DO MARANHÃO</p><p>CENTRO DE CIÊNCIAS SOCIAIS, SAÚDE E TECNOLOGIA</p><p>CURSO DE ENGENHARIA DE ALIMENTOS</p><p>CAMPUS DE IMPERATRIZ</p><p>Fundamentos da Engenharia</p><p>de Alimentos</p><p>Análise Dimensional</p><p>Professora Msc. Iara Silveira</p><p>(iara.ss@hotmail.com)</p><p>mailto:iara.ss@hotmail.com</p><p>Sistemas de Unidades</p><p>Manipulação</p><p>adequada de</p><p>unidades</p><p>Sistemas de Unidades</p><p> ... para evitar:</p><p>t = 0</p><p>Altitude:</p><p>1500 m!</p><p>t = 1 t = 2</p><p>1500 pés?</p><p>Sistemas de Unidades</p><p>Sistema Internacional Sistema Americano de Engenharia</p><p>• Menos nomes estão</p><p>associados com as</p><p>dimensões;</p><p>•A conversão de um</p><p>conjunto de unidades</p><p>em outro é mais fácil.</p><p>• Nos Estados Unidos</p><p>esse sistema tem raízes</p><p>profundas</p><p>Sistemas de Unidades</p><p> Quais são as unidades e dimensões e como elas diferem?</p><p> Dimensão: é a expressão geral de uma característica de</p><p>medida.</p><p>Comprimento Tempo Massa</p><p> Unidade: é o meio de expressar explicitamente as</p><p>dimensões.</p><p>Pés ou centímetros horas ou segundos</p><p>comprimento tempo</p><p>Sistemas de Unidades</p><p> As dimensões e suas respectivas unidades podem ser:</p><p> Fundamentais: são aquelas que podem ser medidas</p><p>independentemente, sendo suficientes para descrever a</p><p>maioria das grandezas físicas.</p><p> Comprimento, massa, tempo, temperatura...</p><p> Derivadas: são aquelas que podem ser desenvolvidas em</p><p>termos das dimensões/unidades fundamentais.</p><p> Força, massa específica, velocidade...</p><p>Unidades SI</p><p>Grandeza Física Nome da Unidade Símbolo Definição</p><p>Unidades básicas</p><p>Comprimento metro m</p><p>Massa quilograma kg</p><p>Tempo segundo s</p><p>Temperatura Kelvin K</p><p>Quantidade de substância mol mol</p><p>Unidades derivadas</p><p>Força Newton N (kg)(m)(s-2) --> (J)(m-1)</p><p>Energia Joule J (kg)(m²)(s-2)</p><p>Potência Watt W (kg)(m²)(s-3) --> (J)(s-1)</p><p>Massa específica quilograma por metro cúbico (kg)(m-3)</p><p>Velocidade metro por segundo (m)(s-1)</p><p>Aceleração metro por segundo ao quadrado (m)(s-2)</p><p>Pressão newton por metro quadrado, Pascal (N)(m-2), Pa</p><p>Calor específico joule por (quilograma x kelvin) (J)(kg-1)(K-1)</p><p>Unidades alternativas</p><p>Tempo minuto, hora, dia, ano min h, d, a</p><p>Temperatura graus Celsius ° C</p><p>Volume litro (dm³) L</p><p>Massa tonelada, grama t, g</p><p>Unidades Sistema Americano de Engenharia</p><p>Grandeza Física Nome da Unidade Símbolo</p><p>Algumas unidades básicas</p><p>Comprimento pé ou polegada ft ou in</p><p>Massa libra (massa) lbm</p><p>Tempo segundo, hora s, h</p><p>Temperatura grau Rankine ou grau Fahreinheit °R ou °F</p><p>Quantidade de substância libra mol lb mol</p><p>Unidades derivadas</p><p>Força libra (força) lbf</p><p>Energia unitade térmica britânica, pé libra (força) Btu, (ft)(lbf)</p><p>Potência hp hp</p><p>Massa específica libra (massa) por pé cúbico lbm/ft³</p><p>Velocidade pé por segundo ft/s</p><p>Aceleração pé por segundo ao quadrado ft/s²</p><p>Pressão libra (força) por polegada quadrada lbf/in²</p><p>Calor específico Btu por libra (massa) por grau Fahreinheit Btu/[(lbm)( °F)]</p><p>Volume pé cúbico ft³</p><p>Sistemas de Unidades</p><p> Para finalizar os trabalhos sobre sistemas de</p><p>unidades: Número de Reynolds.</p><p> Demonstra uma característica de fluxo importante para um líquido;</p><p> Diferentes velocidades de fluido determinam diferentes NRe;</p><p> Regime Laminar, Intermediário e Turbulento.</p><p> Baseado em experimentos realizados por Osborn Reynolds (1874),</p><p>pôde-se chegar a conclusão de que:</p><p>NRe = forças de inércia _</p><p>forças viscosas</p><p>NRe = ρūD</p><p>µ</p><p>Sistemas de Unidades</p><p> É uma característica importante porque pode ser analisado</p><p>como se comportará um fluido, não apenas dizer se a</p><p>velocidade de fluxo é alta ou baixa, assim proporcionando</p><p>uma ideia da energia dissipada devido as forças viscosas, e a</p><p>partir dos valores de Reynolds podemos classificar</p><p> NRe 4000 ; característico de regime turbulento;</p><p>Forças viscosas</p><p>Forças viscosas</p><p>Sistemas de Unidades</p><p> Calcular um número de Reynolds de um líquido que escoa a</p><p>0,108 m/s, com viscosidade 1600x10-6 Pa.s e densidade</p><p>64,925 lb/ft³, num tubo de 3 cm de diâmetro.</p>