Biblioteca 1100713

Esta é uma pré-visualização de arquivo. Entre para ver o arquivo original

Aula 01: Apresentação da disciplina e das formas de avaliação. 
Aula 02: Fluidos 
Aula 03: Pressão Aula 04: Manometria
Aula 05: Tensão de Cisalhamento Aula 06: Hidrodinâmica 
Aula 07: Vazão
 
FENÔMENOS DE TRANSPORTE_CCE0189
 
Profª Dra Francelli Klemba Coradin
francellikc@hotmail.com
 
Fundamentos de Hidrostática:
Propriedades dos fluidos 
Massa específica e pressão 
Pressão Hidrostática 
Teorema de Steven 
Princípio de Pascal 
Princípio de Arquimedes
Fundamentos de Hidrodinâmica
Definição de Hidrostática 
Linhas de corrente 
Equação de continuidade (Euler) 
Tipos de escoamento e suas classificações segundo o critério de Reynolds 
Equação de Bernoulli 
Tensões em fluidos 
Processos de Propagação e Transmissão de calor
Definição de calor e seus modos de propagação 
Propagação do calor por condução 
Propagação do calor por convecção 
Propagação do calor por radiação
CONTEÚDOS / EMENTA
Velocidade (v) [m/s]
A velocidade é um parâmetro de fundamental importância no projeto de bombas e na determinação das tubulações.
Quanto sai de fluido por um tubo de secção A?
Depende da vazão
Depende da velocidade de escoamento e da área da seção transversal do tubo
V = volume [m3]
t = tempo [s]
Q = vazão [m3/s]
3
Velocidade e Vazão
Suponha que o fluido se movimente.
No instante t, o fluido se desloca através da área A, a uma distância d.
Volume do fluido deslocado:
Vazão Volumétrica (Q ou QV) [m³/s]
Vazão volumétrica é definida como sendo o volume de fluído que atravessa por uma determinada secção por unidade de tempo. 
A vazão (Q) pode ser calculada pela integração do perfil de velocidade sobre a área transversal do escoamento.
Vazão Mássica ou Descarga (Qm) [kg/s]
Vazão mássica é a massa de fluido que atravessa uma determinada seção por unidade de tempo.
A vazão (Qm) pode ser calculada pela integração do perfil de velocidade sobre a área transversal do escoamento e massa específica.
Exercício 1
Água flui por um tubo de 1 polegada de diâmetro interno. A viscosidade cinemática da água é 8,3x10-7m2/s. Determinar a maior vazão possível em que o fluxo ainda seja laminar, segundo Reynolds.
Velocidade Não Uniforme na Seção
Na maioria dos casos, o escoamento não é uniforme, a velocidade pode variar em cada ponto.
Adotamos um dA com v
A vazão na seção
Define-se como velocidade média na seção uniforme:
Exercício 2
O esquema a seguir corresponde à seção longitudinal de um canal de 25 cm de largura. Admitindo escoamento bidimensional e sendo o diagrama de velocidades dado por v = 20y-y2(y em cm e v em cm/s), bem como o fluido de peso específico 0,9 N/L e viscosidade cinemática 7x10-5 m2/s e g = 9,8 m/s2, determinar:
A) a máxima tensão de cisalhamento na seção (Pa)
B) a velocidade média na seção
C) a vazão em massa na seção
Exercício 3
A água escoa através de um condutor de raio 0,3 m. Em cada ponto da seção transversal do conduto, a velocidade é definida por sendo x a distância do referido ponto ao centro da seção. Calcular a vazão.
Equação da Continuidade
Se considerarmos Q1 como a vazão na entrada do tubo e Q2, a vazão na saída.
Se considerarmos um fluido incompressível
Equação da Continuidade
Exercício 4
Os reservatórios (1) e (2) da figura são cúbicos. São enchidos pelos tubos respectivamente em 100 segundos e 500 segundos. Determine a velocidade da água na seção A indicada, sabendo-se que o diâmetro é de 1 metro.
Exercício 4
Um propulsor a jato queima 1,5 kg/s de combustível quando o avião voa à velocidade de 200 m/s. Sendo ar=1,2 kg/m3, g=0,5 kg/m3 (na seção 2), A1=0,4 m2 e A2=0,3 m2, determinar a velocidade dos gases na seção de saída.
Atividade Estruturada (entregar)
1) Um gás flui em um duto quadrado. A velocidade medida em um ponto onde o duto tem 1 m de lado é de 8 m/s, tendo o gás massa específica (para esta particular situação) de 1,09 kg/m3. Num segundo ponto, o tamanho do duto é 25 m2 e a velocidade 2 m/s. Determine a vazão mássica e a massa específica do fluido nesse segundo ponto. Resp.: 8,72 kg/s e 0,1744 kg/m3
2) Um gás escoa no trecho de tubulação da figura. Na seção 1, tem-se A1 = 30 cm2, ρ1 = 4 kg/m3 e v1 = 30 m/s. Na seção 2, R2 = 2,5 cm, ρ2 = 12 kg/m3. Qual é a velocidade na seção 2? Resp.: 15,28 m/s
3) Um gás (γ = 10 N/m3) escoa em regime permanente com uma vazão de 5 kg/s pela seção A de um conduto retangular de seção constante de 0,5 m por 1,0 m. Em uma seção B, o peso específico do gás é 25 N/m3. Qual será a velocidade média do escoamento nas seções A e B? Resp.: 9,8 m/s e 3,92 m/s
Atividade Estruturada (entregar)
4) A tubulação de aço para a alimentação de uma usina hidrelétrica deve fornecer 1200 litros/s. Determinar o diâmetro da tubulação de modo que a velocidade da água não ultrapasse 1,9 m/s. Resp.: maior que 0,897 m
5) Um tubo admite água (=1000kg/m3) num reservatório com uma vazão de 20L/s. No mesmo reservatório é trazido óleo (=800kg/m3) por outro tubo com vazão de 10L/s. A mistura homogênea formada é descarregada por um tubo cuja seção tem uma área de 30cm2. Determinar a massa específica da mistura no tubo de descarga e sua velocidade. Resp.: 933kg/m3 e 10m/s
6) Um propulsor a jato queima 1,5 kg/s de combustível quando o avião voa à velocidade de 200 m/s. Sendo ar=1,2 kg/m3, g=0,5 kg/m3 (na seção 2), A1=0,4 m2 e A2=0,3 m2, determinar a velocidade dos gases na seção de saída. Resp.: 650 m/s