Fenômenos de transporte

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Fenômenos de transporte
Introdução
Profª Izabel Nogueira
Introdução
Fenômenos de transporte - estudo da transferência de quantidade de movimento, energia e matéria. 
Dinâmica dos fluidos, transferência de calor e transferência de massa. 
A primeira trata do transporte da quantidade de movimento; a segunda, do transporte de energia; enquanto a terceira, do transporte de massa entre as espécies químicas.
Estuda como massa, quantidade de movimento, energia são transportadas!
Introdução
Brumadinho - MG
Introdução
CONTEÚDO PROGRAMÁTICO 
Cinemática dos Fluidos - Conceitos: Descrição do movimento de um fluido; aplicações de movimentos de fluidos na engenharia; regimes de movimento: permanente (estacionário) e variado; regimes de escoamento (experimento de Reynolds): laminar e turbulento; tensão de cisalhamento; equação de Reynolds; trajetória e linha de corrente; tubo de corrente; tipos de escoamento: unidimensional e bidimensional. 
Equação da Continuidade: Vazão volumétrica; vazão em massa; vazão em peso; relações entre vazão volumétrica, vazão em massa e vazão em peso; equação da continuidade para regime permanente; equação da continuidade para fluido incompressível; equação da continuidade – entradas e saídas não únicas. 
Equação da Energia: Equação da energia para regime permanente; formas de energia: energia potencial (de posição e de pressão), cinética e mecânica; equação de Bernoulli; aplicação da equação de Bernoulli: tubo de Venturi e tubo de Pitot; equação da energia na presença de uma máquina; potência e rendimento de uma máquina.
 Equação da Energia – Fluido Real: Equação da energia para fluido real; escoamento não uniforme; equação da energia para entradas e saídas não únicas; definição de perda de carga; equação geral da energia.
1 Movimento de um Fluido
1.1 Fluido Real e Fluido Ideal
Classificação das propriedades e do regime de escoamento do fluido:
Fluido Ideal (Perfeito): supõe-se sua viscosidade nula. Como
consequência, não opõe resistência ao deslizamento de suas
camadas e não existirão perdas de energia por atrito.
Fluido Real: viscosidade não nula. Durante o escoamento, camadas adjacentes resistem ao deslizamento. 
Taxa de variação da velocidade relativa de deslizamento = determinação da viscosidade do fluido.
1.2 Fluido Incompressível e Fluido Compressível
Propriedades Elásticas do fluido:
Fluido Incompressível: Massa específica do fluido permanece uniforme e constante durante o escoamento. A consequência é que o volume do fluido permanecerá constante.
 ρ1 = ρ2 = constante
Observações:
 Maioria dos fluidos são incompressíveis. Suas massas específicas se alteram apenas para grandes variações de
pressão.
Exemplo: Massa específica da água sofre uma alteração de 0,5 % quando a pressão se eleva de 1 atm para 100 atm à T cte.
1.2 Fluido Incompressível e Fluido Compressível
Propriedades Elásticas do fluido:
Fluido Compressível: Massa específica do fluido altera-se ao longo do escoamento.
Gases, em geral, são fluidos compressíveis, já que pequenas variações de pressão influenciam fortemente o seu volume, alterando sua massa específica.
Para gases ideais (perfeitos), relaciona-se massa específica com a pressão, por meio da equação:
P = ρ . R . T
sendo R uma constante que depende do gás e T, a temperatura absoluta (unidade no SI é o K).
1.2 Fluido Incompressível e Fluido Compressível
O número de Mach é adimensional e a classificação do escoamento segundo o número de Mach:
Quando Ma < 0,3, o escoamento de gases pode ser considerado incompressível. Assim, para o ar os efeitos de compressibilidade podem ser desprezados para velocidades inferiores a 100 m/s.
1.2 Fluido Incompressível e Fluido Compressível
Dependência da velocidade do som com a temperatura:
1.2 Fluido Incompressível e Fluido Compressível
A velocidade do som em alguns fluidos a 15,5 ºC 
e 1 atm:
Considere que o fluido se
comporte como um gás
perfeito, a velocidade do som:
c = √ K . R . T
k é a razão entre calor específico a 
pressão cte (CP ) e o calor específico 
a volume cte (CV )
R é a constante do gás
T é a temperatura absoluta
do gás.
1.2 Fluido Incompressível e Fluido Compressível
1.3 Movimento Permanente (Estacionário)
Se as propriedades do fluido, em cada ponto do espaço,permanecerem constantes com o tempo, o movimento (regime)será chamado de permanente (estacionário).
Por exemplo: Reservatório de grandes dimensões, com descarga de fluido não suficiente para alterar o nível do reservatório, que permanece aproximadamente constante com o tempo.