Aula_de_fenomemos_de_transporte_definies

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Introdução
Propriedades Básicas dos Fluidos
Prof. Giovanilton Ferreira da Silva
Universidade Federal da Paraíba
Centro de Tecnologia
Departamento de Engenharia Química
O que é escoamento?
•Mudança de forma do fluido sob a
ação de um esforço tangencial;
•Fluidez: capacidade de escoar,
característica dos fluidos;
Definições Importantes
•Trajetória
•Linha de Corrente
•Tubo de corrente
•Linha de emissão
Trajetória
•Linha traçada por uma dada 
partícula ao longo de seu 
escoamento
X
y
z
Partícula no instante t1
Partícula no instante t2
Partícula no instante t3
Linha de Corrente
• Linha que tangencia os vetores velocidade 
de diversas partículas, umas após as outras
•Duas linhas de corrente não podem se 
interceptar (o ponto teria duas velocidades)
X
y
z
Partícula 1
no instante t
Partícula 2
no instante t
Partícula 3
no instante t
v1
v2
v3
Tubo de Corrente
• No interior de um fluido 
em escoamento existem 
infinitas linhas de 
corrente definidas por 
suas partículas fluidas
• A superfície constituída 
pelas linhas de corrente 
formada no interior do 
fluido é denominada de 
tubo de corrente ou veia 
líquida
Linha de Emissão
• Linha definida pela 
sucessão de 
partículas que 
tenham passado pelo 
mesmo ponto;
•A pluma que se 
desprende de uma 
chaminé permite 
visualizar de forma 
grosseira uma linha 
de emissão;
Ponto de
Referência
Métodos para o estudo da 
cinemática dos fluidos
• Método de Lagrange
• Método de Euler
Método de Lagrange
• Descreve o movimento de cada partícula acompanhando-a 
em sua trajetória real;
• Apresenta grande dificuldade nas aplicações práticas;
• Para a engenharia normalmente não interessa o 
comportamento individual da partícula e sim o 
comportamento do conjunto de partículas no processo de 
escoamento.
Método de Euler
• Consiste em adotar um intervalo de tempo, escolher uma 
seção ou volume de controle no espaço e considerar todas as 
partículas que passem por este local;
• Método preferencial para estudar o movimento dos fluidos: 
praticidade.
Classificação do Escoamento
• Classificação Geométrica;
• Classificação quanto à variação no tempo
• Classificação quanto ao movimento de rotação
• Classificação quanto à trajetória (direção e 
variação)
Classificação Geométrica do 
Escoamento
• Escoamento Tridimensional:
As grandezas que regem o escoamento variam nas três 
dimensões.
•Escoamento Bidimensional:
As grandezas do escoamento variam em duas dimensões ou 
são tridimensionais com alguma simetria.
•Escoamento Unidimensional:
São aqueles que se verificam em função das linhas de 
corrente (uma dimensão).
Classificação do Escoamento
• Quanto à variação no tempo:
•Permanente:
As propriedades médias estatísticas das 
partículas fluidas, contidas em um volume 
de controle permanecem constantes.
•Não Permanente
Quando as propriedades do fluido mudam 
no decorrer do escoamento;
Classificação do Escoamento
• Quanto ao movimento de rotação:
•Rotacional: A maioria das partículas 
desloca-se animada de velocidade angular 
em torno de seu centro de massa;
•Irrotacional: As partículas se 
movimentam sem exibir movimento de 
rotação (na maioria das aplicações em 
engenharia despreza-se a característica 
rotacional dos escoamentos)
Classificação do Escoamento
• Quanto à Variação da da trajetória:
•Uniforme:
Todos os pontos de uma mesma trajetória 
possuem a mesma velocidade.
•Variado:
Os pontos de uma mesma trajetória não 
possuem a mesma velocidade.
Classificação do Escoamento
• Quanto à Direção da trajetória:
•Escoamento Laminar:
As partículas descrevem trajetórias 
paralelas.
•Escoamento turbulento:
As trajetórias são errantes e cuja 
previsão é impossível;
•De Transição:
Representa a passagem do escoamento 
laminar para o turbulento ou vice-versa. 
Classificação do Escoamento
• Definição:
•Escoamento Laminar:
Eescoamento laminar: é definido como aquele no
qual o fluido se move em camadas, ou lâminas,
uma camada escorregando sobre a adjacente
havendo somente troca de quantidade de
movimento molecular. Qualquer tendência para
instabilidade e turbulência é amortecida por forças
viscosas de cisalhamento que dificultam o
movimento relativo entre as camadas adjacentes
do fluido.
Classificação do Escoamento
• Definição:
•Escoamento turbulento:
• Escoamento turbulento é aquele no qual as partículas
apresentam movimento caótico macroscópico, isto é, a
velocidade apresenta componentes transversais ao
movimento geral do conjunto ao fluido. O escoamento
turbulento apresenta também as seguintes características
importantes:
• Irregularidade
• Difusividade
• Altos números de Reynolds 
• Flutuações tridimensionais (vorticidade) 
• Dissipação de energia 
Classificação do Escoamento
Classificação do Escoamento
• Definição:
•Escoamento turbulento:
• A natureza de um escoamento, isto é, se laminar ou turbulento
e sua posição relativa numa escala de turbulência é indicada
pelo número de Reynolds (Re). O número de Reynolds é a
relação entre as forças de inércia (Fi) e as forças viscosas
(Fμ):
Classificação do Escoamento
• Definição:
•Escoamento turbulento:
• Para dutos circulares de diâmetro D:
Conceitos Básicos de Vazão
• Vazão em Volume
Vazão é a quantidade em volume de fluido que atravessa 
uma dada seção do escoamento por unidade de tempo. 
Conceitos Básicos de Vazão
• Vazão em Massa
Vazão em massa é a quantidade em massa do 
fluido que atravessa uma dada seção do 
escoamento por unidade de tempo. 
. 
Conceitos Básicos de Vazão
• Vazão em Peso
Vazão em peso é a quantidade de 
peso do fluido que atravessa uma dada 
seção do escoamento por unidade de 
tempo. 
. 
Classificação básica dos condutos
• Condutos Forçados:
São aqueles onde o fluido apresenta um 
contato total com suas paredes internas. A figura 
mostra um dos exemplos mais comuns de conduto 
forçado, que é o de seção transversal circular. 
Classificação básica dos condutos
• Condutos Livres
São aqueles onde o fluido apresenta um 
contato apenas parcial com suas paredes internas. 
Neste tipo de conduto observa-se sempre uma 
superfície livre, onde o fluido está em contato com 
o ar atmosférico. Os condutos livres são 
geralmente denominados de canais, os quais 
podem ser abertos ou fechados.
Classificação básica dos condutos
• Condutos Livres