SlideShare uma empresa Scribd logo
1 de 42
Baixar para ler offline
Fenômenos de Transporte
Introdução a Fenômenos de Transporte
Prof. Dr. Felipe Corrêa
Introdução a Fenômenos de Transporte
Fenômenos de Transporte
Refere-se ao estudo sistemático e unificado da
transferência de quantidade de movimento, energia e
matéria.
Mecânica dos Fluidos
Transferência de Calor
Transferência de Massa
Propriedades e grandezas relativas aos fluidos
• Sistema de unidades.
• Definição de fluido.
• Peso e massa específica.
• Densidade. Viscosidade.
• Tensão superficial.
• Capilaridade
UNIDADES DE MEDIDA: Unidades básicas do sistemas Internacional (SI)
Unidades Derivadas
Unidades Derivadas com Nomes e Símbolos e Especiais
CONVERSÃO DE UNIDADES
CONVERSÃO DE UNIDADES
Tabela de Conversão de Unidades
Para representar os estados de equilíbrio de uma substância pura são
necessárias três dimensões: Volume, Pressão e Temperatura
Plano de ensino de
Fenômenos de Transporte
Definição de fluido
Plano de ensino de
Fenômenos de Transporte
Fluido é uma substância que
tem a capacidade de escoar.
Quando um fluido é
submetido a uma força
tangencial, deforma-se de
modo contínuo, ou seja,
quando colocado em um
recipiente qualquer, o fluido
adquire o seu formato.
Definição de fluido
DIVISÃO DOS FLUIDOS: Líquidos
DIVISÃO DOS FLUIDOS: Gases
Tipos de Fluidos
Tipos de Fluidos
• Fluidos newtonianos
• Fluidos não newtonianos independentes do
tempo
• Fluidos não newtonianos dependentes do
tempo
• Viscoelásticos
Propriedades dos fluidos
• Massa específica
• Peso específico
• Peso específico relativo
• Viscosidade
• Tensão superficial
• Capilaridade
Propriedades dos fluidos
Massa específica
Peso específico
Peso específico relativo
Tabela de propriedades de fluidos
Viscosidade
• A viscosidade de um fluido é a propriedade
que determina o grau de sua resistência a
uma força de cisalhamento. Esta é decorrente
da interação entre as moléculas dos fluidos.
• Viscosidade dinâmica
• Viscosidade cinemática
Viscosidade dinâmica
• A viscosidade dinâmica (μ) é o coeficiente de
proporcionalidade entre a tensão de
cisalhamento e o gradiente de velocidade. O
seu significado físico é a propriedade do fluido
através da qual ele oferece resistência às
tensões de cisalhamento. Os fluidos que
apresentam esta relação linear entre a tensão
de cisalhamento e a taxa de deformação são
denominados newtonianos
e representam a maioria dos fluidos.
Viscosidade de fluidos
Viscosidade de fluidos
Viscosidade dinâmica
𝝁 =
𝝉
𝒅𝒗/𝒅𝒚
=
𝑻𝒆𝒏𝒔ã𝒐 𝒅𝒆 𝒄𝒊𝒔𝒂𝒍𝒉𝒂𝒎𝒆𝒏𝒕𝒐
𝑻𝒂𝒙𝒂 𝒅𝒆 𝒅𝒆𝒇𝒐𝒓𝒎𝒂çã𝒐 𝒑𝒐𝒓 𝒄𝒊𝒔𝒂𝒍𝒉𝒂𝒎𝒆𝒏𝒕𝒐
Unidades de viscosidade nos sistemas de unidade mais comuns são:
CGS : 𝜇 poise = dina x s/ cm2
MK*S: 𝜇 𝑘𝑔𝑓 𝑥
𝑠
𝑚2
SI : 𝜇 N x s/m2
Viscosidade
Viscosidade cinemática
𝒗 =
𝝁
𝝆
=
𝒗𝒊𝒔𝒄𝒐𝒔𝒊𝒅𝒂𝒅𝒆 𝒅𝒊𝒏𝒂𝒎𝒊𝒄𝒂
𝒎𝒂𝒔𝒔𝒂 𝒆𝒔𝒑𝒆𝒄𝒊𝒇𝒊𝒄𝒂
Unidades de viscosidade nos sistemas de unidade mais comuns são:
CGS : 𝑣 = 𝑠𝑡𝑜𝑘𝑒𝑠 =
𝑐𝑚²
𝑆
MK*S e SI : 𝑣 =
𝑚²
𝑠
Viscosidade
Fluido Comportamento Fenômeno
Líquidos A viscosidade diminui com
a temperatura.
Observa-se um pequeno
espaçamento entre moléculas
pequeno e ocorre a redução da
atração molecular com o
aumento da temperatura
Gases A viscosidade aumenta
com a temperatura.
Observa-se um grande
espaçamento entre
moléculas e ocorre o aumento
do choque entre moléculas
com o aumento da temperatura.
A tensão superficial é uma grandeza física decorrente
de forças de atração moleculares. Uma partícula
líquida, em consequência de forças de atração entre as
moléculas e sem o efeito de outras forças que não essa
atração molecular, toma uma forma esférica. Pode ser
definida como uma força contrativa que opera no
perímetro da superfície livre para o ar e que tende
a comprimi-la.
Tensão superficial
A tensão superficial de um líquido representa o
trabalho que ser executado para trazer do interior
do líquido uma quantidade de moléculas para
formar uma nova unidade de área daquela
superfície.
𝜎 =
∆𝐹
∆𝐿
Tensão superficial
Capilaridade
R R
r
L
F .

=
L
L
F .

=
p
R
p

2
=
p = pressão interna sob a superfície côncava = “tensão”
a
a
cos
.
R
r =
(força contrátil)
Capilaridade
atm
P
atm
P
p
gh
P
P atm −
+
= 
P
atm
atm P
p
gh
P =
−
+ 
gh
r
gh
R
gh
p

a




=
=
=
cos
2
2
r
g
h
.
.
cos
.
.
2

a

=
h
p
1
dinas.cm
9
,
71 −
=

vidro)
x
(água
10
0 0
−
=
a
3
g.cm
1 −
=
w

-2
cm.s
981
=
g
cm
=
h
Exercício 1
• A massa específica de uma determinada
substância é igual a 740 kg/m³, determine o
volume ocupado por uma massa de 500 kg,
625 kg e 765 kg dessa substância.
• Um reservatório cilíndrico possui de base igual
a 2 m e altura de 4 m, sabendo que o mesmo
está totalmente preenchido com gasolina (720
kg/m³), determine a massa de gasolina presente
no reservatório.
Exercício 2
• Sabe-se que 400 kg de um líquido ocupa um
reservatório com volume de 1500 L, determine
a sua massa específica, seu peso específico e
peso específico relativo. Dados:
= 10000 N/ m³; g = 10 m/s².
Exercício 3
• Determine o peso específico relativo e a massa
de mercúrio presente em uma garrafa de 2 L.
Dados g: 10 m/s².
Exercício 4
Exercício 5
• Enquanto que, nos líquidos, a viscosidade
decresce com o aumento da temperatura, nos
gases ocorre o contrário. Explique o porquê.
• Duas placas planas paralelas estão situadas
a 3 mm de distância. A placa superior move-se
com velocidade de 4m/s, enquanto que a inferior
está imóvel. Considerando que um óleo (ν =
0,15 stokes e ρ = 905 kg/m³ ) ocupa o espaço entre
elas, determinar a tensão de cisalhamento que
agirá sobre o óleo.
Exercício 6
Próxima aula
• Equilíbrio dos Fluidos
Pressão
Pressão efetiva
Pressão atmosférica
Pressão absoluta
Principio de Pascal
Principio de Arquimedes
Grato pela atenção
Prof. Dr. Felipe Corrêa

Mais conteúdo relacionado

Semelhante a Introdução aos Fenômenos de Transporte

Semelhante a Introdução aos Fenômenos de Transporte (20)

Cortez aula 01
Cortez   aula 01Cortez   aula 01
Cortez aula 01
 
Slides-Aula_01-Conceitos_fundamentais-PME3238.pdf
Slides-Aula_01-Conceitos_fundamentais-PME3238.pdfSlides-Aula_01-Conceitos_fundamentais-PME3238.pdf
Slides-Aula_01-Conceitos_fundamentais-PME3238.pdf
 
Aula 1- Mecânica dos Fluidos
Aula 1- Mecânica dos Fluidos Aula 1- Mecânica dos Fluidos
Aula 1- Mecânica dos Fluidos
 
Mecânica dos fluidos (parte 1)
Mecânica dos fluidos (parte 1)Mecânica dos fluidos (parte 1)
Mecânica dos fluidos (parte 1)
 
Unidade i física 12
Unidade i física 12Unidade i física 12
Unidade i física 12
 
Apostila+operações+unitárias
Apostila+operações+unitáriasApostila+operações+unitárias
Apostila+operações+unitárias
 
Cit 7 fase_aula_01
Cit 7 fase_aula_01Cit 7 fase_aula_01
Cit 7 fase_aula_01
 
Mecanica fluidos usp
Mecanica fluidos uspMecanica fluidos usp
Mecanica fluidos usp
 
Apostila
ApostilaApostila
Apostila
 
Aula 02 - Propriedade dos Fluidos.pdf
Aula 02 - Propriedade dos Fluidos.pdfAula 02 - Propriedade dos Fluidos.pdf
Aula 02 - Propriedade dos Fluidos.pdf
 
Fisica 02 - Fluidos
Fisica 02 - FluidosFisica 02 - Fluidos
Fisica 02 - Fluidos
 
Fluidos
FluidosFluidos
Fluidos
 
Br dina fluidos
Br dina fluidosBr dina fluidos
Br dina fluidos
 
15 fluidos vi
15 fluidos vi15 fluidos vi
15 fluidos vi
 
Ap fisica modulo 02 exercicios
Ap fisica modulo 02 exerciciosAp fisica modulo 02 exercicios
Ap fisica modulo 02 exercicios
 
Conceitos básicos de hidráulica
Conceitos básicos de hidráulicaConceitos básicos de hidráulica
Conceitos básicos de hidráulica
 
Ksb manual de selecao e aplicacao
Ksb   manual de selecao e aplicacaoKsb   manual de selecao e aplicacao
Ksb manual de selecao e aplicacao
 
Lista 1 a
Lista 1 a Lista 1 a
Lista 1 a
 
Hidrostática e Hidrodinâmica - FÍSICA
Hidrostática e Hidrodinâmica - FÍSICAHidrostática e Hidrodinâmica - FÍSICA
Hidrostática e Hidrodinâmica - FÍSICA
 
Hidrostática reforço
Hidrostática   reforçoHidrostática   reforço
Hidrostática reforço
 

Mais de EmperorTwice

Aula 03 ENG 4281 C01_2020.1.pdf
Aula 03  ENG 4281  C01_2020.1.pdfAula 03  ENG 4281  C01_2020.1.pdf
Aula 03 ENG 4281 C01_2020.1.pdfEmperorTwice
 
Aula 01 ENG 4281 C01_2020.1.pdf
Aula 01  ENG 4281 C01_2020.1.pdfAula 01  ENG 4281 C01_2020.1.pdf
Aula 01 ENG 4281 C01_2020.1.pdfEmperorTwice
 
Aula 02 ENG 4281 C01_2020.1_Efeito da temperatura na viscosidade_2.pdf
Aula 02 ENG 4281 C01_2020.1_Efeito da temperatura na viscosidade_2.pdfAula 02 ENG 4281 C01_2020.1_Efeito da temperatura na viscosidade_2.pdf
Aula 02 ENG 4281 C01_2020.1_Efeito da temperatura na viscosidade_2.pdfEmperorTwice
 
Aula 02 ENG 4281 C01_2020.1_efeito da temperatura na viscosidade_1.pdf
Aula 02 ENG 4281 C01_2020.1_efeito da temperatura na viscosidade_1.pdfAula 02 ENG 4281 C01_2020.1_efeito da temperatura na viscosidade_1.pdf
Aula 02 ENG 4281 C01_2020.1_efeito da temperatura na viscosidade_1.pdfEmperorTwice
 
David P. Landau, Kurt Binder - A Guide to Monte Carlo Simulations in Statisti...
David P. Landau, Kurt Binder - A Guide to Monte Carlo Simulations in Statisti...David P. Landau, Kurt Binder - A Guide to Monte Carlo Simulations in Statisti...
David P. Landau, Kurt Binder - A Guide to Monte Carlo Simulations in Statisti...EmperorTwice
 
AULA 2 - Energia de deformação VIGAS.pdf
AULA 2 - Energia de deformação VIGAS.pdfAULA 2 - Energia de deformação VIGAS.pdf
AULA 2 - Energia de deformação VIGAS.pdfEmperorTwice
 
AULA 5 e 6 - TEOREMA DE CASTIGLIANO TEORIA E VIGAS.pdf
AULA 5 e 6 - TEOREMA DE CASTIGLIANO TEORIA E VIGAS.pdfAULA 5 e 6 - TEOREMA DE CASTIGLIANO TEORIA E VIGAS.pdf
AULA 5 e 6 - TEOREMA DE CASTIGLIANO TEORIA E VIGAS.pdfEmperorTwice
 

Mais de EmperorTwice (7)

Aula 03 ENG 4281 C01_2020.1.pdf
Aula 03  ENG 4281  C01_2020.1.pdfAula 03  ENG 4281  C01_2020.1.pdf
Aula 03 ENG 4281 C01_2020.1.pdf
 
Aula 01 ENG 4281 C01_2020.1.pdf
Aula 01  ENG 4281 C01_2020.1.pdfAula 01  ENG 4281 C01_2020.1.pdf
Aula 01 ENG 4281 C01_2020.1.pdf
 
Aula 02 ENG 4281 C01_2020.1_Efeito da temperatura na viscosidade_2.pdf
Aula 02 ENG 4281 C01_2020.1_Efeito da temperatura na viscosidade_2.pdfAula 02 ENG 4281 C01_2020.1_Efeito da temperatura na viscosidade_2.pdf
Aula 02 ENG 4281 C01_2020.1_Efeito da temperatura na viscosidade_2.pdf
 
Aula 02 ENG 4281 C01_2020.1_efeito da temperatura na viscosidade_1.pdf
Aula 02 ENG 4281 C01_2020.1_efeito da temperatura na viscosidade_1.pdfAula 02 ENG 4281 C01_2020.1_efeito da temperatura na viscosidade_1.pdf
Aula 02 ENG 4281 C01_2020.1_efeito da temperatura na viscosidade_1.pdf
 
David P. Landau, Kurt Binder - A Guide to Monte Carlo Simulations in Statisti...
David P. Landau, Kurt Binder - A Guide to Monte Carlo Simulations in Statisti...David P. Landau, Kurt Binder - A Guide to Monte Carlo Simulations in Statisti...
David P. Landau, Kurt Binder - A Guide to Monte Carlo Simulations in Statisti...
 
AULA 2 - Energia de deformação VIGAS.pdf
AULA 2 - Energia de deformação VIGAS.pdfAULA 2 - Energia de deformação VIGAS.pdf
AULA 2 - Energia de deformação VIGAS.pdf
 
AULA 5 e 6 - TEOREMA DE CASTIGLIANO TEORIA E VIGAS.pdf
AULA 5 e 6 - TEOREMA DE CASTIGLIANO TEORIA E VIGAS.pdfAULA 5 e 6 - TEOREMA DE CASTIGLIANO TEORIA E VIGAS.pdf
AULA 5 e 6 - TEOREMA DE CASTIGLIANO TEORIA E VIGAS.pdf
 

Introdução aos Fenômenos de Transporte

  • 1. Fenômenos de Transporte Introdução a Fenômenos de Transporte Prof. Dr. Felipe Corrêa
  • 3. Fenômenos de Transporte Refere-se ao estudo sistemático e unificado da transferência de quantidade de movimento, energia e matéria. Mecânica dos Fluidos Transferência de Calor Transferência de Massa
  • 4. Propriedades e grandezas relativas aos fluidos • Sistema de unidades. • Definição de fluido. • Peso e massa específica. • Densidade. Viscosidade. • Tensão superficial. • Capilaridade
  • 5. UNIDADES DE MEDIDA: Unidades básicas do sistemas Internacional (SI)
  • 7. Unidades Derivadas com Nomes e Símbolos e Especiais
  • 10. Tabela de Conversão de Unidades
  • 11. Para representar os estados de equilíbrio de uma substância pura são necessárias três dimensões: Volume, Pressão e Temperatura
  • 12. Plano de ensino de Fenômenos de Transporte Definição de fluido
  • 13. Plano de ensino de Fenômenos de Transporte Fluido é uma substância que tem a capacidade de escoar. Quando um fluido é submetido a uma força tangencial, deforma-se de modo contínuo, ou seja, quando colocado em um recipiente qualquer, o fluido adquire o seu formato. Definição de fluido
  • 17. Tipos de Fluidos • Fluidos newtonianos • Fluidos não newtonianos independentes do tempo • Fluidos não newtonianos dependentes do tempo • Viscoelásticos
  • 18. Propriedades dos fluidos • Massa específica • Peso específico • Peso específico relativo • Viscosidade • Tensão superficial • Capilaridade
  • 19. Propriedades dos fluidos Massa específica Peso específico Peso específico relativo
  • 21. Viscosidade • A viscosidade de um fluido é a propriedade que determina o grau de sua resistência a uma força de cisalhamento. Esta é decorrente da interação entre as moléculas dos fluidos. • Viscosidade dinâmica • Viscosidade cinemática
  • 22. Viscosidade dinâmica • A viscosidade dinâmica (μ) é o coeficiente de proporcionalidade entre a tensão de cisalhamento e o gradiente de velocidade. O seu significado físico é a propriedade do fluido através da qual ele oferece resistência às tensões de cisalhamento. Os fluidos que apresentam esta relação linear entre a tensão de cisalhamento e a taxa de deformação são denominados newtonianos e representam a maioria dos fluidos.
  • 25. Viscosidade dinâmica 𝝁 = 𝝉 𝒅𝒗/𝒅𝒚 = 𝑻𝒆𝒏𝒔ã𝒐 𝒅𝒆 𝒄𝒊𝒔𝒂𝒍𝒉𝒂𝒎𝒆𝒏𝒕𝒐 𝑻𝒂𝒙𝒂 𝒅𝒆 𝒅𝒆𝒇𝒐𝒓𝒎𝒂çã𝒐 𝒑𝒐𝒓 𝒄𝒊𝒔𝒂𝒍𝒉𝒂𝒎𝒆𝒏𝒕𝒐 Unidades de viscosidade nos sistemas de unidade mais comuns são: CGS : 𝜇 poise = dina x s/ cm2 MK*S: 𝜇 𝑘𝑔𝑓 𝑥 𝑠 𝑚2 SI : 𝜇 N x s/m2
  • 27. Viscosidade cinemática 𝒗 = 𝝁 𝝆 = 𝒗𝒊𝒔𝒄𝒐𝒔𝒊𝒅𝒂𝒅𝒆 𝒅𝒊𝒏𝒂𝒎𝒊𝒄𝒂 𝒎𝒂𝒔𝒔𝒂 𝒆𝒔𝒑𝒆𝒄𝒊𝒇𝒊𝒄𝒂 Unidades de viscosidade nos sistemas de unidade mais comuns são: CGS : 𝑣 = 𝑠𝑡𝑜𝑘𝑒𝑠 = 𝑐𝑚² 𝑆 MK*S e SI : 𝑣 = 𝑚² 𝑠
  • 28. Viscosidade Fluido Comportamento Fenômeno Líquidos A viscosidade diminui com a temperatura. Observa-se um pequeno espaçamento entre moléculas pequeno e ocorre a redução da atração molecular com o aumento da temperatura Gases A viscosidade aumenta com a temperatura. Observa-se um grande espaçamento entre moléculas e ocorre o aumento do choque entre moléculas com o aumento da temperatura.
  • 29.
  • 30.
  • 31. A tensão superficial é uma grandeza física decorrente de forças de atração moleculares. Uma partícula líquida, em consequência de forças de atração entre as moléculas e sem o efeito de outras forças que não essa atração molecular, toma uma forma esférica. Pode ser definida como uma força contrativa que opera no perímetro da superfície livre para o ar e que tende a comprimi-la. Tensão superficial
  • 32. A tensão superficial de um líquido representa o trabalho que ser executado para trazer do interior do líquido uma quantidade de moléculas para formar uma nova unidade de área daquela superfície. 𝜎 = ∆𝐹 ∆𝐿 Tensão superficial
  • 33. Capilaridade R R r L F .  = L L F .  = p R p  2 = p = pressão interna sob a superfície côncava = “tensão” a a cos . R r = (força contrátil)
  • 34. Capilaridade atm P atm P p gh P P atm − + =  P atm atm P p gh P = − +  gh r gh R gh p  a     = = = cos 2 2 r g h . . cos . . 2  a  = h p 1 dinas.cm 9 , 71 − =  vidro) x (água 10 0 0 − = a 3 g.cm 1 − = w  -2 cm.s 981 = g cm = h
  • 35. Exercício 1 • A massa específica de uma determinada substância é igual a 740 kg/m³, determine o volume ocupado por uma massa de 500 kg, 625 kg e 765 kg dessa substância.
  • 36. • Um reservatório cilíndrico possui de base igual a 2 m e altura de 4 m, sabendo que o mesmo está totalmente preenchido com gasolina (720 kg/m³), determine a massa de gasolina presente no reservatório. Exercício 2
  • 37. • Sabe-se que 400 kg de um líquido ocupa um reservatório com volume de 1500 L, determine a sua massa específica, seu peso específico e peso específico relativo. Dados: = 10000 N/ m³; g = 10 m/s². Exercício 3
  • 38. • Determine o peso específico relativo e a massa de mercúrio presente em uma garrafa de 2 L. Dados g: 10 m/s². Exercício 4
  • 39. Exercício 5 • Enquanto que, nos líquidos, a viscosidade decresce com o aumento da temperatura, nos gases ocorre o contrário. Explique o porquê.
  • 40. • Duas placas planas paralelas estão situadas a 3 mm de distância. A placa superior move-se com velocidade de 4m/s, enquanto que a inferior está imóvel. Considerando que um óleo (ν = 0,15 stokes e ρ = 905 kg/m³ ) ocupa o espaço entre elas, determinar a tensão de cisalhamento que agirá sobre o óleo. Exercício 6
  • 41. Próxima aula • Equilíbrio dos Fluidos Pressão Pressão efetiva Pressão atmosférica Pressão absoluta Principio de Pascal Principio de Arquimedes
  • 42. Grato pela atenção Prof. Dr. Felipe Corrêa