Fenômenos de Transporte Aula-01

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FENÔMENOS DE TRANSPORTE
AULA 01
INTRODUÇÃO
O que são os 
Fenômenos de 
Transporte?
A expressão Fenômenos de Transporte 
(mais raramente, fenômenos de 
transferência) refere-se ao estudo 
sistemático e unificado da transferência de 
quantidade de movimento, energia e 
matéria. O assunto inclui as disciplinas de: 
Mecânica dos Fluidos, 
Transferência de Calor e 
Termodinâmica. 
A primeira trata do transporte da 
quantidade de movimento; a segunda, do 
transporte de energia; enquanto a 
terceira, do transporte (transferência) de 
massa entre as espécies químicas. 
Fonte: https://pt.wikipedia.org/wiki/Fen%C3%B4menos_de_transporte
https://pt.wikipedia.org/wiki/Fen%C3%B4menos_de_transporte
Transferência 
de Calor
Termodinâmica
Mecânica 
dos Fluídos
Unidade 01
Unidade 02
Unidade 03
Unidade 04
Conceitos Fundamentais e 
Definição de Fluido
Mas o que são os 
fluidos? Como são 
definidos e classificados? 
A MECÂNICA DOS FLUÍDOS 
é a ciência que estuda os 
fluidos em repouso e em 
movimento.
Definição de 
Fluido
O FLUIDO é definido como uma substância capaz 
de escoar e que não tem forma própria, ou seja, é 
uma substância que adquire o formato do 
recipiente que a envolve. Esta característica básica 
é o que diferencia os fluidos dos sólidos, que têm 
um formato próprio. Os fluidos são classificados em 
dois tipos: LÍQUIDOS E GASES.
Diferença 
entre Gases e 
Fluídos
A diferença básica entre eles é que os gases sempre ocupam 
todo o volume do recipiente que os contém, enquanto os 
líquidos podem apresentar uma superfície livre.
Estudo de Caso
https://globoplay.globo.com/v/8625564/
Viscosidade
A viscosidade está 
relacionada com o 
atrito entre as 
moléculas do fluido, 
podendo ser definida 
como a resistência ao 
escoamento que os 
fluidos apresentam.
❑Os fluidos que seguem a Lei de Newton da 
Viscosidade, ou seja, os fluidos que têm um 
comportamento linear entre a tensão de 
cisalhamento e o gradiente de velocidade, são 
chamados de fluidos newtonianos, como o ar, a 
água, os óleos, etc.
❑Os fluidos que não obedecem à Lei de Newton 
da Viscosidade são chamados de fluidos não 
newtonianos, como a pasta dental, a argila, o 
sangue, as tintas, etc. 
Lei de Newton da Viscosidade
Peso Específico
É definido como a força, por unidade de volume, exercida 
sobre uma massa específica submetida a uma aceleração 
gravitacional.
O peso específico é obtido pela razão entre o peso do fluido e 
seu volume em metros cúbicos.
No SI a unidade é: N/m3. É calculado multiplicando-se a 
massa específica do material kg/m3 pela aceleração 
percentual da gravidade m/s².
Tem como símbolo a letra grega gama ɣ, e é igual ao produto 
da massa específica pela aceleração da gravidade: ɣ = ρ.g
Valores mais usuais:
ɣ da água é de 9810 N/m³ (T= 20ºC, P= 1atm e g=9,81)
Massa Específica
É definida como a quantidade 
de massa de fluido por unidade 
de volume.
Uma vez encontrado o peso 
específico do fluido basta dividi-
lo pelo valor da aceleração da 
gravidade para obter a massa 
específica do mesmo.
Massa específica da água (ρ): 1000 kg/m³
Viscosidade dinâmica (μ): 10⁻ᴲN.s/m²
Peso específico da água (ɣ ): 9810 N/m³
Água
O PESO ESPECÍFICO é definido como o peso por unidade 
de volume. No SI a unidade é: N/m3
É calculado multiplicando-se a massa específica do 
material kg/m3 pela aceleração percentual da gravidade 
m/s². Valores mais usuais: ɣ da água é de 9810 N/m³ (T= 
20ºC, P= 1atm e g=9,81)
MASSA ESPECÍFICA ou 
densidade absoluta: é o 
quociente entre a Massa do 
fluido e o Volume que contém 
essa massa 
MEDIDORES DE PRESSÃO
Na indústria, máquinas e equipamentos, como bombas e 
compressores, trabalham com determinada pressão de trabalho. 
Os medidores de pressão são utilizados na indústria com essa 
finalidade, medir a pressão de trabalho, a fim de regulá-la ou 
limitá-la.
Os medidores de pressão são divididos em dois tipos: os que 
medem a pressão atmosférica e os que medem a pressão 
manométrica.
Disciplina: Fenômenos de Transporte
Unidade: Betim
Período Letivo: 2º semestre / 2020
Professor: Bruno Rodrigues Lima
E-mail: bruno.rlima@kroton.com.br
Carga Horária: 70 horas
Horário das Aulas: sexta-feira
Tipo de disciplina: HAMI
Nível dessa disciplina: Nível 1
PARTE 1: 19:00h às 20:15h.
PARTE 2: 20:45h às 22:00h.
Apresentação da Disciplina
Apresentação da Disciplina
• ESTÁTICA E CINEMÁTICA DOS FLUIDOS
• (MECÂNICA DOS FLUÍDOS)
• Definição e propriedades dos fluidos
• Estática dos fluidos
• Cinemática dos fluidos
Apresentação da Disciplina
• EQUAÇÃO DA ENERGIA E ESCOAMENTO INTERNO
• (MECÂNICA DOS FLUÍDOS)
• Equação da energia
• Escoamento permanente de um fluido incompressível em conduto 
fechado
• Perda de carga em um escoamento interno
Apresentação da Disciplina
• INTRODUÇÃO À TRANSFERÊNCIA DE CALOR
• Introdução à condução
• Introdução à convecção
• Introdução à radiação e trocadores de calor
Apresentação da Disciplina
• TERMODINÂMICA BÁSICA
• Introdução à termodinâmica
• Primeira lei de termodinâmica
• Avaliação de propriedades e modelo de gás ideal
Relacionamento das Unidades
BIBLIOGRAFIAS:
Bibliografias
CALENDÁRIO:
Normal AMI 14.000
1.0001.000 (Prof)
Atividade 
Virtual
Pontuação Restrita da Disciplina
Av. de Sala de 
Aula (1º e 2º Bi) 
ou Discursiva
Av. 
Oficial (1º, 2º Bi)
3.000
Mínimo 
1.500
Mínimo 
6.000
*Para disciplinas NOR são Avaliações de sala de aula e para DI é a Atividade Discursiva
1.5004.000 (Prof)
DIB 14.000
1.0001.000 (Prof)
3.000
1.5004.000 (Inst)
DI 14.000
Discursiva: 
2.500
5.000 (Inst) 3.000
NÍVEL 1
TOTAL
14.000
Normal AMP 14.000
2.0001.000 (Prof)
-
3.5004.000 (Prof)
14.000
Atividade
Transversal
Pontuação Transversal
3.500
3.500
3.500
3.500
D
iv
is
ã
o
 d
a
 P
o
n
tu
a
ç
ã
o
 R
e
st
ri
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Manômetros
•PIEZÔMETRO
•Não mede pressões negativas 
(não se forma a coluna de 
líquido)
•É impraticável para medida de 
pressões elevadas (a altura da 
coluna será muito alta)
•Não mede pressão de gases (o 
gás escapa, não formando a 
coluna)
Categorias de Perdas de Cargas:
Tensão de cisalhamento e Lei 
de Newton da Viscosidade
Relembrando os tipos de forças que 
agem sobre uma partícula, sabe-se 
que elas podem ser decompostas 
em dois tipos: as forças de 
superfície, que são geradas pelo 
contato da partícula com outras 
partículas ou com uma superfície 
sólida; e as forças de campo, que são 
geradas por um campo, como por 
exemplo, os campos gravitacional e 
eletromagnético.
Tensão Normal
Estática dos 
Fluidos
Tem-se que a estática 
dos fluidos, também 
chamada de 
HIDROSTÁTICA, é um 
ramo da Mecânica dos 
Fluidos que estuda os 
fluidos em repouso.
Conceito de Pressão
Se o fluido está em repouso, não 
existe movimento relativo entre suas 
partículas, ou seja, não existe tensão 
tangencial (ou de cisalhamento) 
atuando no interior de um fluido em 
repouso. Portanto, a única tensão 
presente neste caso é a tensão 
normal, também chamada de 
pressão.
Pressão Hidrostática em um ponto:
PRESSÃO
O conceito de pressão se baseia na 
definição de decomposição de uma 
força de superfície normal e 
tangencial à área de aplicação da 
força, sendo que a tensão normal é 
dada pela força normal dividida pela 
área de aplicação desta força, 
conforme a equação:
LEI DE PASCAL
O enunciado dessa lei diz que a 
pressão aplicada em um ponto 
de fluido em repouso transmite-
se integralmente a todos os 
pontos do fluido.
Desenho esquemático de um 
experimento que ilustra a 
aplicação da lei de Pascal
TEOREMA DE STEVIN
O teorema de Stevin nos diz que a 
diferença de pressão entre dois 
pontos de um fluido estático (ou 
seja, em repouso) é igual ao 
produto do peso específico do fluido 
multiplicado pela diferença de cotas 
(altura no eixo z) desses dois 
pontos.
Escoamento 
Interno
O escoamento em um tubo circular é, sem dúvida, o escoamento interno mais 
comum, sendo encontrado nos sistemas de saneamento e abastecimento de 
água, em sistemas de refrigeraçãoe condicionamento de ar, em sistemas de 
automação industrial pneumática, em irrigação na agricultura, em tubulações 
industriais de uma refinaria de petróleo, nos sistemas hidráulicos de automóveis 
e de aeronaves e até mesmo no jato de tinta de uma impressora e nas veias e 
artérias do corpo humano. Além do escoamento em um tubo circular, existem 
outras situações em que o escoamento interno ocorre e que também são 
importantes, como no caso de vazamento através da folga anular entre um pistão 
e um cilindro e na lubrificação de mancais de deslizamento. 
A região de 
entrada de um 
Escoamento 
Interno
O escoamento é classificado 
como interno quando ele ocorre 
em um espaço confinado, ou em 
outras palavras, quando o fluido 
estiver inteiramente limitado por 
superfícies sólidas. É o caso do 
escoamento em tubulações, 
dutos, bocais, difusores, válvulas 
e acessórios. Esse tipo de 
escoamento pode ser laminar ou 
turbulento, classificação que está 
diretamente relacionada ao 
número de Reynolds, conforme já 
estudado.
Conceitos fundamentais e 
definição de fluído
• Os fluidos são classificados em dois tipos: líquidos 
e gases. A diferença básica entre eles é que os 
gases sempre ocupam todo o volume do 
recipiente que os contém, enquanto os líquidos 
podem apresentar uma superfície livre.
Escoamento Externo
O escoamento externo ocorre 
quando um corpo é imerso em 
um fluido e há movimento 
relativo entre eles; dessa forma, 
uma série de fenômenos 
importantes ocorrem a partir da 
interação entre o corpo e o fluido.
Eles podem atuar forças de 
sustentação e/ou de arrasto, e 
esse tipo de escoamento está 
diretamente relacionado com a 
aerodinâmica de uma aeronave 
ou de um automóvel, por 
exemplo.
Importância da 
medição de vazão
• A vazão é, atualmente, a terceira 
grandeza mais medida nos processos 
industriais, atrás apenas da pressão e da 
temperatura. As aplicações são 
inúmeras, indo desde de medição de 
vazão de água em estações de 
tratamento e residências, até medição 
de gases industriais e combustíveis.
• Equipamentos de medição 
adequadamente projetados e 
selecionados são muito importantes pois 
a medição de vazão está essencialmente 
ligada à economia.
Importância da 
medição de vazão
• A medição industrial de vazão requer 
normalmente um instrumento 
específico, conhecido como medidor de 
vazão. 
• Normalmente, é complicado medir essa 
grandeza, uma vez que tanto 
características do fluido (densidade, 
viscosidade) quanto do meio 
(temperatura, pressão) e da tubulação 
(dimensões, rugosidade) influem na 
medição.
Importância da 
medição de vazão
• A vazão é uma grandeza normalmente medida 
indiretamente, ou seja, uma outra grandeza 
associada à vazão é a grandeza realmente medida, 
e a vazão é calculada em função do valor obtido. 
• Por isso, o medidor de vazão consiste de um 
elemento primário, um elemento secundário e um 
transmissor de vazão. O primeiro é responsável 
por gerar, através de algum processo físico, uma 
grandeza mensurável que seja proporcional à 
vazão que se deseja medir; o segundo é 
responsável por transformar essa segunda 
grandeza numa terceira que seja diretamente 
mensurável; o terceiro é responsável não apenas 
por transmitir esse sinal ao dispositivo que vai 
utilizar a informação (um controlador programável, 
por exemplo), mas também de executar as 
conversões necessárias.
Importância da 
medição de vazão
Por exemplo, nos medidores de vazão baseados em 
sensores geradores de pressão diferencial, o 
elemento primário produz uma diferença de 
pressão entre dois pontos; essa diferença de 
pressão é submetida ao elemento secundário, que 
pode ser um manômetro, por exemplo, gerando 
uma elevação no nível de um dos braços 
proporcional a ela; o transmissor deve gerar um 
sinal elétrico proporcional a essa elevação no nível, 
e ainda efetuar as diversas correções que se fazem 
necessárias devido a efeitos físicos colaterais, como 
a perda de carga devida à inserção do medidor no 
caminho do fluxo. 
Classificação 
dos 
Medidores 
de Vazão
Critérios para a escolha do 
Medidor de Vazão:
• Vazão Operacional,
• Características do fluído, 
de Instalação; e 
operacional;
• Exatidão;
• Faixa de medição;
• Facilidade uso;
• Custo;
• Facilidade de Instalação 
e Manutenção
• Confiabilidade
Dúvidas?
Dúvidas?
Dúvidas?
Dúvidas?