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Aula Aula 0101
UniEvangélicaUniEvangélica
Tecnologia Tecnologia em Produção Sucroalcooleiraem Produção Sucroalcooleira
DisciplinaDisciplina
Fenômenos de TransporteFenômenos de Transporte
Candidato: prof. Renato Souza Rodovalho
Tema
Mecânica dos Fluídos
Fenômenos de TransporteFenômenos de Transporte São processos nos quais há uma transferência líquida o
transporte de matéria, energia ou momento linear. Envolve conceitos associados à Mecânica dos Fluidos,
Termodinâmica e Transmissão de Calor. Os mesmos são comumente
estudados por alunos de engenharia e outrosinteressados.
Mecânica dos FluídosMecânica dos Fluídos
É a ciência que tem por objetivo o estudo do comportamento físico dos fluidos e das leis que regem este comportamento. (LOPES 2008)
É a ciência que estuda o comportamento dos fluidos em repouso e em movimento. (PINOTTI, 2004)
Mecânica dos FluídosMecânica dos Fluídos
Algumas aplicações
◦ Estudos de lubrificação.◦ Transporte de sólidos por via pneumática ou
hidráulica. Ex.: elevadores hidráulicos.◦ Cálculo de máquinas hidráulicas. Ex.: bombas e
turbinas.◦ Instalações de vapor. Ex.: caldeiras.
Mecânica dos FluídosMecânica dos Fluídos Características dos fluídos◦ Sólido◦ Líquido◦ Gasoso Espaçamentos e atividades intermoleculares são maiores
nos gases, reduzidos no líquidos e muito reduzidos nos sólidos.
As moléculas trocam de posição e tomam a forma do recipiente.
Não resiste a tensões de cisalhamento. Hipótese do Contínuo: o fluído pode ser dividido em
infinitas partes, sempre mantendo as suas propriedades.
Fluído
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Mecânica dos FluídosMecânica dos Fluídos
Propriedades Físicas dos Fluídos◦ Massa Específica ou Densidade Absoluta É a quantidade de matéria contida na unidade de
volume de uma substância qualquer.
◦ Ex.: (água)=1 g.cm-3 = 1000 kg.m-3
Quantidade do fluído, g, kg, ... Volume do fluído, cm³, m³, ...
Massa específica, g.cm-3, kg.m-3, N.s²/m4, ...
Mecânica dos FluídosMecânica dos Fluídos
Propriedades Físicas dos Fluídos◦ Densidade Relativa É a razão entre a massa específica de uma
substância () e a massa específica de outra substância (1), tomada como referência.
Nos estudos com líquidos e gases, geralmente 1adota a massa específica da água.
Massa específica de uma substância, g.cm-3, ...
Massa específica de outra substância, g.cm-3, ...
Densidade relativa
Propriedades Físicas dos FluídosPropriedades Físicas dos Fluídos
Peso Específico◦ É o peso da unidade de volume da substância.
OU
Peso da substância, W=m.g, Kgf ou NVolume da substância, m3, ...
Peso específico, kgf.m-3, kg.m-2.s-2 , ...
Massa específica
Propriedades Físicas dos FluídosPropriedades Físicas dos Fluídos Variação das propriedades do fluído com a temperatura
Propriedades Físicas dos FluídosPropriedades Físicas dos Fluídos
Observações do gráfico
◦ Supondo constante a massa m de um fluído, seu volume V cresce com o aumento da temperatura.◦ Portanto diminui com o aumento da
temperatura.◦ No caso particular da água, estas afirmações
são válidas para temperaturas acima de 4 0C.
Exemplo 1Exemplo 1 Sabendo que 800 gramas de um líquido
enchem um cubo de 0,08m de aresta, obter a massa específica desse fluído em g/cm³.◦ Pelo enunciado,◦ m= 800 g◦ V= (0,08)³= 0,000512m³= 512cm³◦ De onde = m/V= 800/512= 1,562 g/cm³◦ = 1,562 g/cm³
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Exemplo 2Exemplo 2
Enche-se um frasco com 3,06g de ácido sulfúrico. Repete-se a experiência, substituindo o ácido por 1,66g de água. Obter a densidade relativa do ácido sulfúrico.◦ Sejam 1 e 2, respectivamente, as massas
específicas da água e do ácido sulfúrico.◦ Então a densidade relativa do ácido será:
ContinuandoContinuando
Pelo enunciado V1 = V2
Exemplo 3Exemplo 3 Um fluído pesa 25 Kg.m-2.s-2 em um local
onde a gravidade é 9,806 m/s². Determine:a) A massa específica no referido local.b) O peso específico do mesmo fluído em
outro local, onde g = 9,810 m/s².
a) Pelo enunciado, = 25 Kg.m-2.s-2
g = 9,806 m/s²
ContinuandoContinuando
b) A massa e o volume não se altera, por tanto = 2,55 kg/m³
ContinuandoContinuando Propriedades Físicas dos FluídosPropriedades Físicas dos Fluídos
Na próxima aula:◦ Volume específico◦ Transformações isotérmicas nos gases
perfeitos◦ Viscosidade◦ Coesão e Adesão◦ Capilaridade◦ Pressão de vapor
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BibliografiasBibliografias BASTOS, F. A. Problemas de Mecânica dos
Fluídos. Guanabara Koogan S. A. Rio de Janeiro, 1983, 482p.
FOX, R. W. McDONALD, A. T. Introdução a Mecânica dos Fluídos. LTC Editora. 5ª Edição, 1998.
LOPES, F. Fenômenos de Transporte I. Departamento de Engenharia Química –UFB. 2008.
PINOTTI, M. Mecânica dos Fluídos. Notas de Aula. Universidade Federal de Minas Gerais, 2004.