Fentran P1 PUC-Rio

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Fenômenos de Transporte 
2017.1 
Departamento de Engenharia Mecânica 
 
Quais são os Fenômenos de 
Transporte? 
 
 Dinâmica dos fluidos: transporte da Quantidade de 
 Movimento em fluidos 
 
Transferência de calor: transporte de Energia 
Transferência de massa: transporte de Massa de 
 espécies químicas 
 
Observação: 
1. Freqüentemente ocorrem simultaneamente 
2. As equações básicas são muito semelhantes e as 
ferramentas matemáticas para resolver os problemas são 
similares, porque os mecanismos são diretamente 
relacionados. 
2 
Foco deste curso 
3 
 
 Previsões Meteorológicas: 
 
 
Furacão Tornado 
 
 
 
 Estruturas e prédios 
Aplicações 
 Geração de eletricidade 
(barragens) 
 
4 
 
Automóveis 
 
 
 
 
 
 
Aviões Barcos 
Aplicações 
5 
 Esportes: 
 bioengenharia : 
 
6 
 Resfriamento de 
componentes 
eletrônicos: 
 
 Poluição 
(atmosférica/hídrica) 
O que é um Fluido? É um material que 
se deforma continuamente sob a aplicação de uma 
tensão cisalhante (tangencial), por menor que ela seja. 
7 
g = deformação = taxa de deformação g
Tensão cisalhante: t = F/ A = G g 
G = módulo de elasticidade 
g
Fluidos Newtonianos: 
Lei de Newton: t = m = m d u / dy 
m = viscosidade (propriedade do fluido) 
 
Ao contrário de Sólidos  oferecem resistência à deformação. 
Apresentam deformação finita quando submetidos a esforços 
cisalhantes 
 
Sólido: equilíbrio estático 
 
 
Líquido: equilíbrio dinâmico 
 
Equações de Conservação da 
Mecânica 
(Nem todas as leis são necessárias na solução de um problema) 
 Conservação de Massa 
 Conservação da Quantidade Movimento Linear (QML) 
(2ª. Lei de Newton) 
 Conservação da Quantidade de Movimento Angular 
 Conservação de Energia (1ª. Lei da Termodinâmica) 
 2ª. Lei da Termodinâmica (irreversibilidades) 
8 
9 
Propriedades dos Fluidos 
 Fluidos são formados por moléculas em movimento, colidindo. As 
propriedades dos fluidos estão relacionadas com o 
comportamento molecular (nos sólidos as moléculas estão mais 
próximas e possuem movimento imperceptível) 
 
 
 
 
 
 
 
 Massa específica (r): relaciona-se com o 
preenchimento da matéria em um volume 
 
 Volume específico (v): grandeza inversa à 
massa específica 
 
 Densidade relativa (d): razão entre a massa 
específica da substância e uma massa 
específica de referência (ex ref usual: água). 
Grandeza adimensional 








3m
kgm
r 








kg
m
m
31
v
r
refρ
ρ
d 
10 
 Pressão (p): resultante da colisão das moléculas com as 
paredes do recipiente 
 
 
 
 Temperatura (T): é uma medida da energia cinética ou 
vibração dos átomos e moléculas. Medida relativa T (oC, oF) 
ou absoluta T (K, R) 
 Igualdade de temperatura entre corpos  equilíbrio térmico 
 
 Viscosidade absoluta(m): razão entre a tensão cisalhante(t) 
e a taxa de deformação ( ) 
 
 Viscosidade cinemática (n) 
g
t
m

g
r
m
n 






 Pa
2m
N
área
Força
p







sm
kg
sPa






s
m2
11 
Organização do curso 
 Estática dos Fluidos 
o Manometria 
o Forças em corpos submersos 
o Empuxo 
 Dinâmica dos Fluidos 
 Formulação Integral 
o Conservação de Massa e da QML 
o Instalações Hidráulicas 
 Formulação Diferencial 
o Escoamentos viscosos internos 
o Escoamentos viscosos externos