O capítulo resume os principais conceitos do escoamento interno de fluidos em tubulações, incluindo o perfil de velocidade laminar e turbulento, o desenvolvimento do escoamento, a perda de carga distribuída e localizada, e a transferência de calor entre o fluido e a parede da tubulação.
O documento discute máquinas hidráulicas e sistemas de recalque. Ele define máquinas hidráulicas como máquinas que trabalham com a energia do líquido em movimento, e classifica-as em operatrizes, motrizes e mistas. Também define bombas hidráulicas como máquinas operatrizes que fornecem energia ao líquido para transportá-lo, e discute os tipos de bombas, como as centrífugas e volumétricas. Por fim, explica como dimensionar sistemas de recalque usando
O documento apresenta uma apostila sobre cálculo de reatores químicos. Discute a classificação de reatores em termos de escala, natureza das fases, modo de operação e comportamento. Descreve os principais tipos de reatores como batelada, de mistura perfeita, tubular e de fluxo oscilatório. Apresenta conceitos sobre projeto de reatores simples e para reações paralelas.
Este relatório descreve um experimento para determinar a viscosidade de dois fluidos usando um viscosímetro de Stokes. Mediu-se o tempo de queda de esferas em amostras dos fluidos dentro de um tubo vertical. Usando as medições de tempo, massa e diâmetro das esferas, calculou-se a viscosidade dos fluidos. Os resultados experimentais foram comparados com valores de literatura e as diferenças atribuídas à variação de temperatura entre os experimentos.
Este documento discute escoamento laminar e turbulento de fluidos, o cálculo do número de Reynolds e sua importância para determinar o regime de escoamento. Também apresenta exemplos e exercícios sobre o tema.
O documento introduz os principais conceitos da termodinâmica. Ele define termodinâmica como o estudo da conversão de calor em trabalho e traça sua origem histórica. Também descreve as leis da termodinâmica, abordagens macroscópica e microscópica, e aplicações industriais. Por fim, introduz conceitos-chave como sistema, propriedades de estado, equilíbrio e regra de fases de Gibbs.
Resolução da lista de exercícios 1 complementos de rm-7Eduardo Spech
Este documento fornece exemplos de exercícios sobre resistência dos materiais, incluindo cálculos de tensões, alongamentos e determinação de áreas de seção transversal de barras sob cargas axiais. Resolve exemplos como determinar tensões em diferentes trechos de uma barra sob múltiplas forças, calcular alongamentos em barras elásticas e dimensionar perfis estruturais.
Este documento discute perdas de carga em tubulações hidráulicas. Explica que quando um fluido flui dentro de uma tubulação, ocorre atrito com as paredes que causa uma queda gradual da pressão ao longo do fluxo, conhecida como perda de carga. A perda de carga depende de fatores como velocidade do fluido, diâmetro e comprimento da tubulação, e pode ser calculada usando a equação de Darcy-Weissbach. O documento fornece um exemplo numérico de como calcular a perda de
O documento discute máquinas hidráulicas e sistemas de recalque. Ele define máquinas hidráulicas como máquinas que trabalham com a energia do líquido em movimento, e classifica-as em operatrizes, motrizes e mistas. Também define bombas hidráulicas como máquinas operatrizes que fornecem energia ao líquido para transportá-lo, e discute os tipos de bombas, como as centrífugas e volumétricas. Por fim, explica como dimensionar sistemas de recalque usando
O documento apresenta uma apostila sobre cálculo de reatores químicos. Discute a classificação de reatores em termos de escala, natureza das fases, modo de operação e comportamento. Descreve os principais tipos de reatores como batelada, de mistura perfeita, tubular e de fluxo oscilatório. Apresenta conceitos sobre projeto de reatores simples e para reações paralelas.
Este relatório descreve um experimento para determinar a viscosidade de dois fluidos usando um viscosímetro de Stokes. Mediu-se o tempo de queda de esferas em amostras dos fluidos dentro de um tubo vertical. Usando as medições de tempo, massa e diâmetro das esferas, calculou-se a viscosidade dos fluidos. Os resultados experimentais foram comparados com valores de literatura e as diferenças atribuídas à variação de temperatura entre os experimentos.
Este documento discute escoamento laminar e turbulento de fluidos, o cálculo do número de Reynolds e sua importância para determinar o regime de escoamento. Também apresenta exemplos e exercícios sobre o tema.
O documento introduz os principais conceitos da termodinâmica. Ele define termodinâmica como o estudo da conversão de calor em trabalho e traça sua origem histórica. Também descreve as leis da termodinâmica, abordagens macroscópica e microscópica, e aplicações industriais. Por fim, introduz conceitos-chave como sistema, propriedades de estado, equilíbrio e regra de fases de Gibbs.
Resolução da lista de exercícios 1 complementos de rm-7Eduardo Spech
Este documento fornece exemplos de exercícios sobre resistência dos materiais, incluindo cálculos de tensões, alongamentos e determinação de áreas de seção transversal de barras sob cargas axiais. Resolve exemplos como determinar tensões em diferentes trechos de uma barra sob múltiplas forças, calcular alongamentos em barras elásticas e dimensionar perfis estruturais.
Este documento discute perdas de carga em tubulações hidráulicas. Explica que quando um fluido flui dentro de uma tubulação, ocorre atrito com as paredes que causa uma queda gradual da pressão ao longo do fluxo, conhecida como perda de carga. A perda de carga depende de fatores como velocidade do fluido, diâmetro e comprimento da tubulação, e pode ser calculada usando a equação de Darcy-Weissbach. O documento fornece um exemplo numérico de como calcular a perda de
(1) A máxima pressão que atua na mão de uma pessoa fora de um automóvel a 105 km/h é de 520,1Pa.
(2) A velocidade máxima do escoamento na torneira do subsolo é de 10,3m/s e a água não chega na torneira do primeiro andar.
(3) A pressão no ponto 2 é de 5984,1Pa e a vazão é de 0,0045m3/s.
1) O documento discute os princípios da termodinâmica e sua aplicação em engenharia de materiais.
2) A primeira lei da termodinâmica é explicada, incluindo conceitos como energia interna, trabalho e calor.
3) Vários processos termodinâmicos são descritos, como processos adiabáticos, isotérmicos e cíclicos.
1) O documento discute os princípios básicos da mecânica dos fluidos, incluindo a conservação da massa, quantidade de movimento e energia.
2) Apresenta o Teorema do Transporte de Reynolds (TTR), que relaciona a taxa de variação de propriedades em um sistema com fluxos através dos limites de um volume de controle.
3) Explica a aplicação do TTR para derivar equações de conservação para a massa, quantidade de movimento, energia e entropia.
O documento apresenta fórmulas e conceitos relacionados ao cálculo de perdas de carga em sistemas de tubulações. São definidos termos como raio hidráulico, diâmetro hidráulico e apresentadas equações como a de Bernoulli e Hagen-Poiseuille. São descritas perdas de carga distribuídas e localizadas e apresentadas fórmulas para cálculo de perdas de carga em diferentes regimes de escoamento e tipos de tubulação.
O documento discute conceitos fundamentais de calorimetria e trocas de calor, incluindo:
1) Calor é energia transferida devido à diferença de temperatura entre corpos;
2) A capacidade térmica indica a quantidade de calor necessária para variar a temperatura de um corpo, enquanto o calor específico leva em conta também a massa do corpo;
3) Existem calores sensível, latente e de mudança de estado, necessários para processos como fusão, vaporização e liquefação.
O documento descreve um experimento de pêndulo simples realizado por estudantes. Eles mediram o período de oscilação para diferentes comprimentos do pêndulo e calcularam a aceleração da gravidade. Os objetivos eram estudar o movimento do pêndulo simples, determinar a dependência entre período e comprimento, e calcular g.
1) O documento discute a primeira lei da termodinâmica e suas aplicações.
2) A primeira lei da termodinâmica corresponde ao princípio da conservação de energia, onde a variação na energia de um sistema é igual à quantidade de calor transferido mais o trabalho realizado.
3) Exemplos históricos e experimentais ilustram como a energia se conserva nas transformações termodinâmicas através da conversão entre calor, trabalho e variação de energia interna.
O documento apresenta um índice com os títulos e páginas de vários capítulos e seções. Inclui exemplos numéricos e problemas resolvidos relacionados a fluxos, bombas, tubulações e hidráulica. Fornece detalhes sobre cálculos de perdas de carga, pressões, velocidades, potências e outros parâmetros hidráulicos.
1) Uma barra prismática de aço está solicitada por uma força axial de tração. Calcula-se a tensão normal na barra, o alongamento e a variação do diâmetro.
2) Calcula-se a deformação linear específica de um elástico quando esticado em torno de um poste.
3) Calcula-se a tensão normal, variação do comprimento e diâmetro de uma barra sob tensão axial, dados os valores experimentais de deformação. Também se calcula o volume final da barra.
1) O documento apresenta uma apostila sobre operações unitárias para o curso técnico em química no Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Mato Grosso campus Fronteira Oeste/Pontes e Lacerda.
2) A apostila introduz os conceitos básicos de operações unitárias, dividindo-as em mecânicas, de transferência de massa e de transferência de calor.
3) Também apresenta noções fundamentais como conversão de unidades, balanço material e energético e elementos de mecânica
Este relatório descreve experimentos realizados para estudar o Princípio de Arquimedes através da medição da densidade relativa de água e álcool e da variação do peso aparente de cilindros mergulhados nos fluidos. Os resultados obtidos confirmaram o Princípio de Arquimedes de que um corpo imerso em um fluido experimenta uma força de empuxo igual ao peso do fluido deslocado.
O documento discute o balanço de energia em sistemas químicos e industriais. Aborda conceitos como formas de energia (cinética, potencial, interna), trabalho e calor. Explica como medir e calcular essas grandezas e aplicá-las para analisar processos como bombeamento, reações químicas e geração de vapor.
1. O documento discute conceitos fundamentais de escoamento externo, incluindo efeitos viscosos e térmicos, propriedades de fluidos, tipos de escoamento, camada limite, número de Reynolds, e arrasto viscoso.
2. São apresentados os conceitos de escoamento laminar e turbulento, fluidos newtonianos e não-newtonianos, e escoamento em regime permanente e transiente.
3. O resumo destaca os principais tipos de escoamento como incompressível e compressível, externo e interno, natural e
Ciência dos materiais - fluência, resiliência e tenacidadeVicktor Richelly
O documento discute os conceitos de fluência, resiliência e tenacidade em materiais. A fluência é a deformação lenta e permanente sob tensão constante, dependente do tempo. A resiliência é a capacidade de um material voltar ao estado normal após sofrer tensão. A tenacidade é a energia necessária para causar a ruptura de um material e é uma medida da quantidade de energia que pode ser absorvida antes da fratura.
As tensões normal e de cisalhamento na arruela são calculadas. O diâmetro necessário é de 5-1/2 polegadas e a espessura necessária é de 1/2 polegada para que as tensões não ultrapassem os limites admissíveis.
1. O documento discute discordâncias em materiais cristalinos, defeitos que causam distorções na estrutura cristalina e afetam a deformação plástica e resistência mecânica.
2. As discordâncias se movimentam durante a deformação plástica, e a resistência pode ser aumentada restringindo seu movimento, por exemplo, reduzindo o tamanho de grão.
3. Vários tratamentos térmicos como recuperação e recristalização podem alterar as discordâncias e propriedades do material.
Este documento discute escoamento laminar e turbulento de fluidos, o cálculo do número de Reynolds e sua importância para determinar o regime de escoamento. Também apresenta exemplos e exercícios sobre o tema.
O documento descreve o método dos deslocamentos para análise estrutural, que envolve 1) condições de compatibilidade, 2) leis de materiais e 3) equilíbrio. Resolve-se somando soluções básicas que satisfazem compatibilidade mas não equilíbrio, para restabelecer este último. Descreve também deslocabilidades, sistemas hipergeométricos, fatores e rigidezes de carga para aplicar equilíbrio e calcular esforços.
1. O documento discute o fator de atrito em tubulações e sua importância no projeto de bombas e sistemas de tubulação.
2. É realizado um experimento para medir o fator de atrito em dois tubos de diferentes diâmetros sob diferentes vazões.
3. Os resultados experimentais são usados para calcular grandezas como número de Reynolds, pressão e fator de atrito, que são importantes para entender o escoamento de fluidos em tubulações.
Este documento descreve o uso de vertedores para medir vazão em canais. Explica os tipos de vertedores, como vertedores retangulares e triangulares, e fornece fórmulas para calcular a vazão teórica e real com base na altura da água acima do vertedor. Também detalha os procedimentos experimentais para medir a vazão usando vertedores e comparar os resultados com as fórmulas.
Condutos forçados disciplina de hidráulica.pdfAroldoMenezes1
O documento discute condutos sob pressão, explicando que são canalizações onde o líquido escoa sob pressão diferente da atmosférica. Apresenta os conceitos de condutos livres e forçados, regimes de escoamento laminar e turbulento, perdas de carga contínuas e localizadas, e fórmulas para cálculo de perdas de carga como a de Hazen-Williams, Darcy-Weisbach e Hagen-Poiseuille.
Escoamento em tubulações- Condutos ForçadosDaianaMarinho6
O documento discute escoamento em tubulações, abordando conceitos como número de Reynolds, tipos de escoamento, perda de carga, fórmulas para cálculo de perda de carga e problemas práticos relacionados a tubulações.
(1) A máxima pressão que atua na mão de uma pessoa fora de um automóvel a 105 km/h é de 520,1Pa.
(2) A velocidade máxima do escoamento na torneira do subsolo é de 10,3m/s e a água não chega na torneira do primeiro andar.
(3) A pressão no ponto 2 é de 5984,1Pa e a vazão é de 0,0045m3/s.
1) O documento discute os princípios da termodinâmica e sua aplicação em engenharia de materiais.
2) A primeira lei da termodinâmica é explicada, incluindo conceitos como energia interna, trabalho e calor.
3) Vários processos termodinâmicos são descritos, como processos adiabáticos, isotérmicos e cíclicos.
1) O documento discute os princípios básicos da mecânica dos fluidos, incluindo a conservação da massa, quantidade de movimento e energia.
2) Apresenta o Teorema do Transporte de Reynolds (TTR), que relaciona a taxa de variação de propriedades em um sistema com fluxos através dos limites de um volume de controle.
3) Explica a aplicação do TTR para derivar equações de conservação para a massa, quantidade de movimento, energia e entropia.
O documento apresenta fórmulas e conceitos relacionados ao cálculo de perdas de carga em sistemas de tubulações. São definidos termos como raio hidráulico, diâmetro hidráulico e apresentadas equações como a de Bernoulli e Hagen-Poiseuille. São descritas perdas de carga distribuídas e localizadas e apresentadas fórmulas para cálculo de perdas de carga em diferentes regimes de escoamento e tipos de tubulação.
O documento discute conceitos fundamentais de calorimetria e trocas de calor, incluindo:
1) Calor é energia transferida devido à diferença de temperatura entre corpos;
2) A capacidade térmica indica a quantidade de calor necessária para variar a temperatura de um corpo, enquanto o calor específico leva em conta também a massa do corpo;
3) Existem calores sensível, latente e de mudança de estado, necessários para processos como fusão, vaporização e liquefação.
O documento descreve um experimento de pêndulo simples realizado por estudantes. Eles mediram o período de oscilação para diferentes comprimentos do pêndulo e calcularam a aceleração da gravidade. Os objetivos eram estudar o movimento do pêndulo simples, determinar a dependência entre período e comprimento, e calcular g.
1) O documento discute a primeira lei da termodinâmica e suas aplicações.
2) A primeira lei da termodinâmica corresponde ao princípio da conservação de energia, onde a variação na energia de um sistema é igual à quantidade de calor transferido mais o trabalho realizado.
3) Exemplos históricos e experimentais ilustram como a energia se conserva nas transformações termodinâmicas através da conversão entre calor, trabalho e variação de energia interna.
O documento apresenta um índice com os títulos e páginas de vários capítulos e seções. Inclui exemplos numéricos e problemas resolvidos relacionados a fluxos, bombas, tubulações e hidráulica. Fornece detalhes sobre cálculos de perdas de carga, pressões, velocidades, potências e outros parâmetros hidráulicos.
1) Uma barra prismática de aço está solicitada por uma força axial de tração. Calcula-se a tensão normal na barra, o alongamento e a variação do diâmetro.
2) Calcula-se a deformação linear específica de um elástico quando esticado em torno de um poste.
3) Calcula-se a tensão normal, variação do comprimento e diâmetro de uma barra sob tensão axial, dados os valores experimentais de deformação. Também se calcula o volume final da barra.
1) O documento apresenta uma apostila sobre operações unitárias para o curso técnico em química no Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Mato Grosso campus Fronteira Oeste/Pontes e Lacerda.
2) A apostila introduz os conceitos básicos de operações unitárias, dividindo-as em mecânicas, de transferência de massa e de transferência de calor.
3) Também apresenta noções fundamentais como conversão de unidades, balanço material e energético e elementos de mecânica
Este relatório descreve experimentos realizados para estudar o Princípio de Arquimedes através da medição da densidade relativa de água e álcool e da variação do peso aparente de cilindros mergulhados nos fluidos. Os resultados obtidos confirmaram o Princípio de Arquimedes de que um corpo imerso em um fluido experimenta uma força de empuxo igual ao peso do fluido deslocado.
O documento discute o balanço de energia em sistemas químicos e industriais. Aborda conceitos como formas de energia (cinética, potencial, interna), trabalho e calor. Explica como medir e calcular essas grandezas e aplicá-las para analisar processos como bombeamento, reações químicas e geração de vapor.
1. O documento discute conceitos fundamentais de escoamento externo, incluindo efeitos viscosos e térmicos, propriedades de fluidos, tipos de escoamento, camada limite, número de Reynolds, e arrasto viscoso.
2. São apresentados os conceitos de escoamento laminar e turbulento, fluidos newtonianos e não-newtonianos, e escoamento em regime permanente e transiente.
3. O resumo destaca os principais tipos de escoamento como incompressível e compressível, externo e interno, natural e
Ciência dos materiais - fluência, resiliência e tenacidadeVicktor Richelly
O documento discute os conceitos de fluência, resiliência e tenacidade em materiais. A fluência é a deformação lenta e permanente sob tensão constante, dependente do tempo. A resiliência é a capacidade de um material voltar ao estado normal após sofrer tensão. A tenacidade é a energia necessária para causar a ruptura de um material e é uma medida da quantidade de energia que pode ser absorvida antes da fratura.
As tensões normal e de cisalhamento na arruela são calculadas. O diâmetro necessário é de 5-1/2 polegadas e a espessura necessária é de 1/2 polegada para que as tensões não ultrapassem os limites admissíveis.
1. O documento discute discordâncias em materiais cristalinos, defeitos que causam distorções na estrutura cristalina e afetam a deformação plástica e resistência mecânica.
2. As discordâncias se movimentam durante a deformação plástica, e a resistência pode ser aumentada restringindo seu movimento, por exemplo, reduzindo o tamanho de grão.
3. Vários tratamentos térmicos como recuperação e recristalização podem alterar as discordâncias e propriedades do material.
Este documento discute escoamento laminar e turbulento de fluidos, o cálculo do número de Reynolds e sua importância para determinar o regime de escoamento. Também apresenta exemplos e exercícios sobre o tema.
O documento descreve o método dos deslocamentos para análise estrutural, que envolve 1) condições de compatibilidade, 2) leis de materiais e 3) equilíbrio. Resolve-se somando soluções básicas que satisfazem compatibilidade mas não equilíbrio, para restabelecer este último. Descreve também deslocabilidades, sistemas hipergeométricos, fatores e rigidezes de carga para aplicar equilíbrio e calcular esforços.
1. O documento discute o fator de atrito em tubulações e sua importância no projeto de bombas e sistemas de tubulação.
2. É realizado um experimento para medir o fator de atrito em dois tubos de diferentes diâmetros sob diferentes vazões.
3. Os resultados experimentais são usados para calcular grandezas como número de Reynolds, pressão e fator de atrito, que são importantes para entender o escoamento de fluidos em tubulações.
Este documento descreve o uso de vertedores para medir vazão em canais. Explica os tipos de vertedores, como vertedores retangulares e triangulares, e fornece fórmulas para calcular a vazão teórica e real com base na altura da água acima do vertedor. Também detalha os procedimentos experimentais para medir a vazão usando vertedores e comparar os resultados com as fórmulas.
Condutos forçados disciplina de hidráulica.pdfAroldoMenezes1
O documento discute condutos sob pressão, explicando que são canalizações onde o líquido escoa sob pressão diferente da atmosférica. Apresenta os conceitos de condutos livres e forçados, regimes de escoamento laminar e turbulento, perdas de carga contínuas e localizadas, e fórmulas para cálculo de perdas de carga como a de Hazen-Williams, Darcy-Weisbach e Hagen-Poiseuille.
Escoamento em tubulações- Condutos ForçadosDaianaMarinho6
O documento discute escoamento em tubulações, abordando conceitos como número de Reynolds, tipos de escoamento, perda de carga, fórmulas para cálculo de perda de carga e problemas práticos relacionados a tubulações.
O documento discute escoamento interno de fluidos, perda de carga em tubulações e trocadores de calor. Ele descreve como calcular perda de carga considerando atrito, como determinar taxa de transferência de calor em aletas e a importância do número de unidades térmicas e da efetividade para o projeto de trocadores.
Este documento descreve o fenômeno do golpe de aríete em condutos forçados. Ele discute a caracterização do fenômeno, as grandezas físicas envolvidas, a classificação de manobras e a seqüência ideal de propagação de ondas de pressão. O documento fornece uma introdução abrangente ao golpe de aríete, incluindo definições, propriedades e um modelo matemático para descrever o fenômeno.
1) O documento discute os tipos de escoamento em canais, incluindo escoamento laminar, turbulento, uniforme, variado e permanente. 2) Apresenta elementos geométricos importantes de canais como área molhada, perímetro molhado e raio hidráulico. 3) Discutem-se números adimensionais como número de Reynolds e número de Froude para classificar o regime de escoamento.
O documento discute escoamento interno laminar e turbulento em tubos, incluindo perfil de velocidades, tensão de cisalhamento e vazão. Também aborda perda de carga devido a atrito e acessórios como curvas, válvulas e entradas/saídas.
1. O documento discute diferentes métodos para medir vazão ou fluxo de fluidos em tubulações, incluindo medidores de pressão diferencial, área variável, eletromagnéticos, ultrassônicos e mecânicos.
2. É explicado que a vazão depende da velocidade do fluido, área da seção transversal do duto e outros fatores.
3. Os principais métodos abordados são medidores de pressão diferencial como placa de orifício e tubo de Venturi, além de rotâ
1) O documento discute escoamento em condutos forçados simples, comparando-os com condutos livres.
2) Apresenta a experiência de Reynolds que distingue escoamento laminar e turbulento com base no número de Reynolds.
3) Discutem-se perdas de carga em condutos, classificando-as em perdas ao longo do conduto e perdas locais, e introduz a fórmula de Darcy-Weisbach para calcular perdas de carga.
Capítulo 10 - ALGUNS DISPOSITIVOS DA ENGENHARIA COM ESCOAMENTO EM REGIME PERM...CostaNeto6
O documento discute vários dispositivos de engenharia com escoamento em regime permanente, incluindo bocais, difusores, compressores, válvulas de estrangulamento, câmaras de mistura e trocadores de calor. Exemplos ilustram o uso desses dispositivos e cálculos envolvendo entalpia e taxa de transferência de calor.
O documento discute os principais tipos de orifícios e bocais utilizados em hidráulica para medição e controle de vazão, incluindo suas classificações, equações para cálculo de vazão, e coeficientes de descarga.
1) O documento discute os fundamentos da convecção, incluindo os mecanismos de transferência de calor, classificação da convecção e propriedades que afetam a taxa de transferência de calor;
2) A convecção ocorre quando um fluido está em movimento e transfere calor, diferente da condução que ocorre em fluidos estagnados;
3) A taxa de transferência de calor depende de propriedades do fluido e da velocidade, geometria, tipo de escoamento e diferença de temperatura.
O capítulo apresenta uma metodologia para projetar trocadores de calor do tipo duplo tubo, descrevendo suas partes, geometria e cálculo da perda de carga. Correlações são fornecidas para calcular os coeficientes de transferência de calor nos tubos internos e anéis, assim como a queda de pressão. Um roteiro de cálculo para projetar trocadores do tipo duplo tubo é apresentado.
Apostilaescoamentoemcondutosforados 120822120337-phpapp02Lucia Eto
O documento discute escoamento em condutos forçados simples. Ele explica a diferença entre condutos livres e forçados, descreve o experimento de Reynolds sobre movimento laminar e turbulento, e discute perdas de carga em condutos, incluindo classificação e fórmula de Darcy-Weisbach.
O documento discute escoamento em condutos forçados simples. Aborda conceitos como condutos livres e forçados, movimento laminar e turbulento segundo a experiência de Reynolds, e perdas de carga em condutos, classificando-as em perdas ao longo da canalização e perdas locais.
Este documento apresenta os conceitos de linha de energia e perda de carga em tubulações. Fornece três equações para calcular a perda de carga distribuída (de Hazen-Williams, Flamant e Darcy-Weisbach) e discute propriedades da linha de energia e linha piezométrica. O exercício proposto pede para calcular a perda de carga em uma tubulação usando estas três equações.
O documento discute fundamentos sobre condutos livres e dimensionamento hidráulico de canais. Apresenta equações para cálculo de vazão em função da declividade, rugosidade e geometria do canal para escoamento permanente e uniforme. Também aborda velocidade na seção transversal, tipos de escoamento, elementos geométricos e condutos circulares parcialmente cheios.
1) A hidrodinâmica estuda fluidos em movimento e é um dos ramos mais complexos da mecânica dos fluidos.
2) Existem diferentes tipos de escoamento em condutos, como condutos sob pressão e condutos livres.
3) O regime de escoamento depende do número de Reynolds e pode ser laminar ou turbulento.
Este documento apresenta conceitos básicos de mecânica dos fluidos aplicados à ventilação industrial, como propriedades do ar, tipos de escoamento, equações de continuidade e Bernoulli, perdas de carga em dutos e acessórios, e operação de ventiladores.
Este documento apresenta conceitos básicos de mecânica dos fluidos aplicados à ventilação industrial, como propriedades do ar, tipos de escoamento, equações de continuidade e Bernoulli, perdas de carga em dutos e acessórios, e operação de ventiladores.
O documento discute trocadores de calor, equipamentos que implementam a troca de calor entre dois fluidos separados por uma parede sólida. Apresenta a classificação de trocadores de acordo com o processo de transferência e tipo de construção, descrevendo trocadores tubulares e de placas. Também aborda o coeficiente global de troca de calor, que sistematiza as resistências térmicas envolvidas no processo de troca entre correntes de fluido.
A data da prova de exame é 13 de dezembro e cobrirá toda a matéria exceto o capítulo 9. O exame também valerá como prova de substituição para quem perdeu alguma avaliação anterior. A nota final será calculada fazendo a média da prova de substituição com o exame e depois mais uma média com esse resultado.
O documento discute os conceitos de transferência de calor por condução. Aborda a equação da condução de calor, casos de condução unidimensional em regime permanente e transiente, além de conceitos como condutibilidade térmica, condições de contorno e uso de aletas para aumentar a transferência de calor.
A piscina externa é coberta à noite para reduzir a perda de calor. Dados sobre as temperaturas do ar e da cobertura, além da velocidade do vento, são fornecidos para estimar a taxa média de energia necessária para manter a temperatura da piscina constante.
Um anteparo de vidro em frente à lareira atinge 235°C enquanto o ambiente está a 25°C. Sua altura, largura e temperaturas são fornecidas para estimar a taxa de transferência de calor do anteparo para
O documento discute princípios de conservação da massa, momento e energia para escoamentos em tubulações e dispositivos. Apresenta a equação de Bernoulli para escoamentos incompressíveis e o conceito de número de Reynolds para escoamentos laminar e turbulento. Explica os tipos de arrasto em objetos em movimento em um fluido.
Este documento discute conceitos fundamentais de análise termodinâmica através de volume de controle, incluindo:
1) O princípio da conservação de massa aplicado a volumes de controle com múltiplas entradas e saídas de fluxo de massa.
2) Os princípios da conservação da quantidade de movimento e da energia aplicados a volumes de controle, levando em conta forças externas e fluxo de massa, energia e momento.
3) Os conceitos de escoamento permanente, pressão, força viscosa e suas
Este documento resume os principais pontos da primeira e segunda lei da termodinâmica, incluindo: a primeira lei trata da conservação de energia em sistemas termodinâmicos, enquanto a segunda lei estabelece que o calor não flui naturalmente de um corpo frio para um quente. O documento também discute processos reversíveis, o ciclo de Carnot, eficácia máxima de máquinas térmicas e a escala Kelvin de temperatura.
O documento discute os principais tópicos da primeira e segunda lei da termodinâmica, incluindo: a primeira lei e casos particulares, primeira lei em ciclos termodinâmicos, a segunda lei, máquinas térmicas, ciclos reversíveis e o ciclo de Carnot.
O documento discute vários tópicos da termodinâmica, incluindo: (1) tipos de pressão e propriedades de saturação; (2) ciclo de Carnot e sua eficiência máxima; (3) enunciados da segunda lei da termodinâmica sobre a impossibilidade de transferência total de calor de um corpo frio para um quente.
Este documento discute propriedades termodinâmicas de substâncias puras, incluindo:
1) Substância pura é aquela com composição química invariável e pode existir em uma ou mais fases com a mesma composição;
2) O princípio de estado relaciona o número de propriedades independentes requeridas para especificar um estado termodinâmico;
3) O equilíbrio de fases ocorre na região de saturação onde há coexistência de duas fases como líquido e vapor.
O documento apresenta conceitos termodinâmicos como sistema, propriedades termodinâmicas, equilíbrio termodinâmico e processos reversíveis. Discute a diferença entre sistema termodinâmico e volume de controle e explica como calor e trabalho podem ser transferidos através de suas fronteiras.
Este documento apresenta o plano de aula para o curso EM 524 na Universidade de Campinas. Ele inclui informações sobre o professor, livro texto, cronograma de provas, objetivos do curso e tópicos a serem abordados como termodinâmica, transferência de calor e massa e aplicações em engenharia.
Folheto | Centro de Informação Europeia Jacques Delors (junho/2024)Centro Jacques Delors
Estrutura de apresentação:
- Apresentação do Centro de Informação Europeia Jacques Delors (CIEJD);
- Documentação;
- Informação;
- Atividade editorial;
- Atividades pedagógicas, formativas e conteúdos;
- O CIEJD Digital;
- Contactos.
Para mais informações, consulte o portal Eurocid:
- https://eurocid.mne.gov.pt/quem-somos
Autor: Centro de Informação Europeia Jacques Delors
Fonte: https://infoeuropa.mne.gov.pt/Nyron/Library/Catalog/winlibimg.aspx?doc=48197&img=9267
Versão em inglês [EN] também disponível em:
https://infoeuropa.mne.gov.pt/Nyron/Library/Catalog/winlibimg.aspx?doc=48197&img=9266
Data de conceção: setembro/2019.
Data de atualização: maio-junho 2024.
Atividades de Inglês e Espanhol para Imprimir - AlfabetinhoMateusTavares54
Quer aprender inglês e espanhol de um jeito divertido? Aqui você encontra atividades legais para imprimir e usar. É só imprimir e começar a brincar enquanto aprende!
Egito antigo resumo - aula de história.pdfsthefanydesr
O Egito Antigo foi formado a partir da mistura de diversos povos, a população era dividida em vários clãs, que se organizavam em comunidades chamadas nomos. Estes funcionavam como se fossem pequenos Estados independentes.
Por volta de 3500 a.C., os nomos se uniram formando dois reinos: o Baixo Egito, ao Norte e o Alto Egito, ao Sul. Posteriormente, em 3200 a.C., os dois reinos foram unificados por Menés, rei do alto Egito, que tornou-se o primeiro faraó, criando a primeira dinastia que deu origem ao Estado egípcio.
Começava um longo período de esplendor da civilização egípcia, também conhecida como a era dos grandes faraós.
2. Capítulo 7: Escoamento Interno
• Efeitos viscosos
• Perda de energia
• Transferência de calor
3. Escoamento interno
• O fluido está completamente confinado por uma superfície
sólida.
• Representa o escoamento de um fluido em um duto ou tubo.
• Assim como no escoamento externo, no interno há dois
regimes distintos: Recr = 2300
– Laminar: Re < 2300
– Turbulento: Re > 2300
• Nesse caso o número de Reynolds é ligeiramente distinto,
sendo definido como:
Sendo “D” o diâmetro
interno do tubo
4.
5. Perfil de velocidade
• De forma similar ao escoamento externo, há o desenvolvimento
do perfil de velocidades a partir das superfícies sólidas:
– Princípio de aderência junto à parede;
– Variação da velocidade na direção normal à parede
– Produção de tensões de cisalhamento viscosas no fluido
(opostas ao movimento).
• Como há “duas” paredes sólidas, o perfil é diferente daquele
apresentado pelo escoamento externo:
• A camada limite existe em todas as superfícies envolventes.
7. Perfil laminar x turbulento
• Para escoamentos laminares, o perfil de
velocidade é parabólico:
– Há somente difusão molecular;
– O efeito da parede só é sentido nas
interfaces entre as camadas que
compõem o escoamento.
• Para escoamento turbulento, o perfil é
achatado:
– Há outras formas de difusão presentes. As características
apresentadas não estão
presentes em uma
tubulação desde o início.
8. Região de desenvolvimento
• Na entrada do tubo existe uma região central invíscida.
• A partir da entrada do tubo as espessuras das camadas limites
das paredes opostas aumentam até que as camadas limites se
juntam no centro do tubo.
9. Região de desenvolvimento
• Esta região onde os perfis estão se alterando é chamada de
região de desenvolvimento.
– Nessa região o núcleo do escoamento está sendo acelerado
e a região próxima a parede está sendo freada pela ação da
viscosidade.
10. Escoamento plenamente
desenvolvido
• É o escoamento para o qual a distribuição de velocidade NÃO
está mais variando na direção do escoamento.
11. Comprimento de entrada
• O comprimento da região de desenvolvimento, medida na
direção do escoamento, é chamado de comprimento de
entrada.
• O comprimento de entrada é diferente para escoamentos
laminares e turbulentos.
12. Perda de carga (hL)
• Representa as perdas irreversíveis de energia do escoamento:
– Quando o fluido se dirige de um ponto ao outro da tubulação.
• Sua origem é o atrito que a parede da tubulação exerce sobre o
fluido.
• Reflete em uma variação de pressão ao longo do escoamento.
• A perda de carga pode estar distribuída (hf) ao longo de toda
tubulação e/ou localizada (hm) em um acessório (curva, restrição,
válvula, etc):
13. Perdas de carga no tubo
• As perdas de carga ocorrem na transição do reservatório para o
duto (perdas devido à entrada), na região de comprimento de
entrada, na região do escoamento plenamente desenvolvido e na
saída, onde o escoamento deixa o tubo (perdas devido à saída).
localizada (hm) distribuída
h
( f)
15. Exemplo com perdas
• A diferença de pressão entre a entrada e a saída é dada em
função de:
onde ρ é a densidade do líquido.
• A diferença de pressão é composta por uma parcela devido a
coluna hidrostática de altura H e outra devido ao atrito.
• A função de uma bomba no circuito é suprir a diferença de
pressão consumida pela altura hidrostática e pelo atrito.
16. Importante
• A queda de pressão (entrada – saída) para escoamento
plenamente desenvolvido em dutos de qualquer seção
transversal (circular, quadrada, triangular, etc) é apenas
função da altura e da perda de carga:
20. Relação entre hf e τW
• A perda de altura e a tensão de cisalhamento estão relacionadas
pela relação:
• onde l é o comprimento da tubulação e D é o seu diâmetro.
• É necessário conhecer a tensão de cisalhamento na parede.
21. Fator de atrito
• Da análise dimensional pode-se mostrar que a tensão
depende de 5 variáveis independentes:
• Onde µ é a viscosidade do fluido, ρ é a densidade, V é a
velocidade média, D é o diâmetro e hr a rugosidade da
tubulação.
• Pode-se reduzir o número de variáveis independentes
definindo-se 2 números adimensionais: número de Reynolds e
a rugosidade relativa (ε):
22. Fator de atrito
• Fator de Atrito de Fanno (freqüentemente usado
em arrasto e transf. calor):
• Fator de atrito de Darcy (freqüentemente usado em
perda de carga):
27. Tubos de seção não circular
• O fator de atrito e o diagrama de Moody podem ser utilizados
para tubos de seção não circular introduzindo-se o conceito
de diâmetro hidráulico (dh):
28. Perda de carga localizada (hm)
• Estão relacionadas à:
– Entrada e saída do tubo;
– Mudanças bruscas de direção do fluxo;
– Mudança abruptas de seção;
– Quando se atravessa os diversos acessórios de uma
tubulação (válvulas, conexões, etc.).
• A determinação da magnitude de hm depende de dados
experimentais a partir dos quais definiu-se:
Onde K é uma constante (tabelada para cada acessório da
linha) e VA é uma velocidade de referência especificada
juntamente com a definição de K.
35. Quando não há perdas nem trabalho
Desprezando as perdas e sem a adição ou remoção
de trabalho do escoamento, a 1º lei se reduz a:
Essa é a clássica equação de Bernoulli e representa as
transformações energéticas no escoamento.
36. • Exemplo: Ar a 30 oC e pressão atmosférica escoa através de uma
seção horizontal de um tubo de aço trefilado de 4 mm de
diâmetro com uma velocidade média de 50 m/s. Determine a
queda de pressão em 0,1 m de comprimento de tubo.
37. • Exemplo: Ar a 30 oC e pressão atmosférica escoa através de uma
seção horizontal de um tubo de aço trefilado de 4 mm de
diâmetro com uma velocidade média de 50 m/s. Determine a
queda de pressão em 0,1 m de comprimento de tubo.
0
0
38. • Exemplo: Ar a 30 oC e pressão atmosférica escoa através de uma seção
horizontal de um tubo de aço trefilado de 4 mm de diâmetro com uma
velocidade média de 50 m/s. Determine a queda de pressão em 0,1 m de
comprimento de tubo.
39.
40. • Se a vazão através de um duto de aço comum de 10 cm de
diâmetro for de 0,04 m3/s, calcule a diferença na elevação H
dos dois reservatórios.
43. 0,1
5,07 x105
0,018
0,018
11,89 23m
E a perda de carga na válvula é bem grande.
44. Escoamento Interno – Transferência de calor
• O fluido está completamente confinado por uma superfície
sólida: representa o escoamento de um fluido em um duto ou
tubulação.
• Assim como no escoamento externo, no interno há dois
regimes distintos: Recr = 2300
– Laminar: Re < 2300
– Turbulento: Re > 2300
• O número de Reynolds é definido como:
Sendo “D” o diâmetro
interno do tubo
45. Transferência de calor do fluido
• Quando um fluido é aquecido (ou resfriado) numa tubulação,
energia é transferida ao fluido ao longo da tubulação.
• A temperatura do fluido varia RADIALMENTE E AXIALMENTE
ao longo da tubulação.
Exemplo de aquecimento com parede a temperatura constante
46. Transferência de calor do fluido
• No escoamento externo, o fluxo de calor é determinado por
meio de uma diferença entre duas temperaturas referenciadas
(exemplo: Tparede e Tfluido externo).
• Para escoamentos internos (confinados) a temperatura do
fluido varia axialmente e radialmente e por isto é necessário um
cuidado especial para estabelecer a temperatura de referência.
47. Variação de energia no fluido
• Balanço de energia (1º lei) para um volume de controle que
envolva o fluido (considerando RP, sem realização de trabalho
e desprezando variações de energia cinética e potencial ):
0 0 0
48. Determinação das entalpias
• Tanto velocidade quanto temperatura variam ao longo da
seção transversal.
• Do ponto de vista local, caso não haja mudança de fase, pode-
se escrever que:
49. Temperatura de mistura
• A entalpia na entrada ou saída do V.C. é então determinada
por meio da integral do produto entre a velocidade,
temperatura e calor específico.
• O lado esquerdo pode ser representado pelo produto entre cp
e uma TEMPERATURA DE MISTURA, Tm:
• Logo
50. Temperatura de mistura
• Tm é a temperatura que se obtêm ao retirar uma amostra de
fluido em toda seção transversal do duto, colocar em um copo
e fazer uma mistura.
• Ela é MUITO CONVENIENTE pois o produto cp x Tm expressa a
entalpia específica na seção transversal do duto.
• Neste caso o balanço de energia numa tubulação fica sendo:
51. Temperatura de mistura
• Ao se transferir calor em um tubo:
– A Tm aumenta em “x” com o aquecimento;
– A Tm diminui em “x” com resfriamento.
• A Tm é a temperatura de referência para o cálculo do
coeficiente de transferência de calor em tubulações.
52. Lei de Newton
• Para um escoamento trocando calor no interior de um tubo,
pode-se escrever que:
• Logo, o fluxo de calor por unidade de área é o produto de hx
(coeficiente local de transferência de calor) pela diferença
entre as temperaturas Tp e Tm (temperatura da superfície –
parede do tubo – e de mistura, respectivamente).
53. Perfil de temperatura e
desenvolvimento térmico
• Quando um fluido recebe um fluxo de calor ao longo da
parede do tubo, sua temperatura varia tanto na direção
radial, como na axial.
• Esta é uma situação diferente da hidrodinâmica, na qual o
perfil de velocidade não varia axialmente após uma certa
distância (escoamento plenamente desenvolvido).
• Pode-se alcançar um regime termicamente
desenvolvido para dutos?
54. Perfil de temperatura desenvolvido
• O perfil de temperatura altera ao longo do comprimento do
duto, contudo a partir de um determinado ponto sua forma
relativa não se altera mais:
55. Balanço de energia do fluido
• Pela 1º lei para um VC que envolva o fluido e esteja escoando
em RP:
• Considerando que não é realizado trabalho e sejam
desprezadas as variações de energia cinética e potencial:
56. Balanço de energia do fluido
• Expressando-se os fluxos em função da temperatura de
mistura:
57. Fluxo de calor uniforme: temperatura
de mistura
• Quando o fluxo de calor for constante, pode-se integrar
diretamente a equação do balanço de energia e achar a
temperatura de mistura para qualquer valor de x>0:
Onde Tme é a temperatura
de mistura da entrada
58. Fluxo de calor uniforme: temperatura
da parede
• A temperatura de mistura varia
linearmente com a distância x.
• Para aquecimento, a temperatura da
parede sempre aumenta.
• Ela pode ser calculada em qualquer
posição por meio de Tm :
Note que para escoamento desenvolvido, h é cte e portanto Tp
possui a mesma inclinação que Tm.
59. • Água escoa através de um duto aquecido, 3cm diâmetro, com
velocidade média de 1 m/s. A temperatura de mistura da água
na entrada da seção de aquecimento vale 18oC. 20 kW de
potência são transferidos para água. Calcule a temperatura de
mistura da água no ponto que ela deixa o tubo. Despreze
variações da energia cinética e potencial.
60. • Água escoa através de um duto aquecido, 3cm diâmetro, com velocidade
média de 1 m/s. A temperatura de mistura da água na entrada da seção
de aquecimento vale 18oC. 20 kW de potência são transferidos para água.
Calcule a temperatura de mistura da água no ponto que ela deixa o tubo.
Despreze variações da energia cinética e potencial.
62. Temperatura da parede uniforme:
temperatura da mistura
• Para temperatura de parede uniforme não é possível integrar
diretamente a eq. do balanço.
• Mas assumindo um h médio entre a entrada e saída, ela pode
ser integrada:
63. Temperatura da parede uniforme:
temperatura da mistura
• Para qualquer posição axial do tubo:
• Quando x = L (comprimento total do tubo), P.L = A (área de
transferência de calor do tubo), então:
64. • Ar entra em um duto circular de 3 cm de diâmetro com uma
velocidade média de 20 m/s. A superfície do duto está a
uma temperatura uniforme de 80oC, enquanto que a
temperatura de mistura do ar que entra no duto vale 20oC.
Determine o comprimento do duto necessário para obter
uma temperatura de mistura na saída de 40oC. O coeficiente
médio de transferência de calor vale 80 W/m2 oC.
65.
66. Número de Nusselt
• Como visto anteriormente, para se determinar as distribuições
de temperaturas ou os fluxos de calor é necessário se conhecer
o coeficiente de transferência de calor da película (h).
• Esse parâmetro é determinado a partir do número de Nusselt,
definido por:
67. Escoamento laminar
• Re < 2300
• As propriedades devem ser avaliadas na temperatura média da
temperatura de mistura:
• Peclet:
– 2 condições de contorno:
Tempconst
Qconst
68. Nu para regiões de entrada térmica e perfil vel. desenvolvido.
Dutos circulares e Escoamento Laminar Re < 2300
69. Nu para escoamento plenamente desenvolvido.
Dutos não-circulares e Escoamento Laminar Re < 2300
70. Nusselt - Escoamento laminar
• As correlações de Nu apresentadas referem-se ao gradiente de
temperatura na direção axial.
• Para considerar também o gradiente de temperatura na
direção radial é necessário fazer uma correção no valor de Nu:
• Onde os índices m e p indicam a temperatura média da
mistura e de parede, respectivamente.
71. Escoamento turbulento
• Nesse caso: Re > 2300.
Dh deve ser usado
como comprimento
característico no
cálculo de Re e Nu.
72. Escoamento turbulento: tubos rugosos
• Para escoamentos turbulentos em dutos RUGOSOS de seção
circular ou não-circular pode-se empregar a analogia entre atrito
e calor proposta por Chilton-Colburn:
• f é o fator de atrito (diagrama de Moody) e St (St = Nu/(RexPr)).
• Substituindo a definição de St, encontra-se que:
• Note que Redh é calculado utilizando-se o diâmetro hidráulico.
73. Nusselt - Escoamento turbulento
• No caso de ser um gás ou vapor, a correção no valor de Nu
considerando também o gradiente de temperatura na direção
radial é:
• Onde as temperaturas estão na escala ABSOLUTA.
• Gás sendo resfriado: n = 0
• Gás sendo aquecido: n depende do gás (n ≅ 0,45, exceto para
CO2)
• Para líquidos:
77. • Ar quente escoa através de um duto de seção retangular, 7,5 cm
por 30 cm. O ar entra no duto com uma temperatura de mistura
de 60 oC e uma velocidade de 60m/s. O duto tem 16 m de
comprimento e as paredes do duto podem ser consideradas com
tendo temperatura uniforme igual a 4 oC. Se a temperatura do
ar que deixa o duto for menor que 57 oC, ficou decidido que o
duto deveria ser isolado. Você recomenda que o duto seja
isolado?
78.
79.
80.
81. Trocadores de calor
• São equipamentos que fazem a transferência de energia de
uma corrente quente de fluido para uma corrente fria.
• Normalmente, os dois fluidos são separados por paredes
sólidas:
– São chamadas de superfícies de troca.
– No caso de fluidos imiscíveis, as paredes sólidas podem ser
dispensadas e o trocador é chamado de contato direto.
82.
83. CLASSIFICAÇÃO
• Normalmente os trocadores de calor são classificados pela:
– Aplicação:
Sem mudança de fase do fluido: líquido-líquido, gás-líquido e
gás-gás;
Com mudança de fase: vapor/líquido-líquido, vapor/líquido-gás e
líquido/vapor-gás. Também conhecidos como condensadores e
evaporadores.
– Arranjo do escoamento:
Correntes Paralelas;
Correntes Contrárias ou Opostas;
Correntes cruzadas.
– Tipo construtivo:
Duplo tubo, Casco tubo, Placas, Compactos, Tubos aletados,etc.
84. Correntes paralelas
• Nesse tipo de trocador de calor, o fluido quente e o frio entram
pelo mesmo lado do trocador e escoam no mesmo sentido.
• Conforme os fluidos escoam, há a transferência de calor do
fluido quente para o frio.
• Usualmente estão associados a trocadores tipo duplo tubo.
85.
86. Correntes opostas ou contracorrente
• Nesse tipo de trocador de
calor, o fluido quente entra
por um lado e o frio entra
pelo lado oposto.
• O escoamento ocorre em
sentidos opostos.
• Apresenta uma maior
eficiência global quando
comparado com o de
corrente paralela.
87.
88. Correntes cruzadas
• Nesse tipo de trocador de calor, os
escoamentos são perpendiculares
entre si.
• Pode-se ter um escoamento não
misturado e misturado:
– Fluido não misturado: há
dispositivos (aletas) que inibem o
movimento do fluxo cruzado na
direção do escoamento.
– Fluido misturado: nesse caso, o
fluido pode escoar em todas as
direções (não há aletas).
Ex. Radiador
89. Casco tubos
• É o trocador de calor mais comum nas indústrias.
• Simplicidade de operação, construção e manutenção são suas
características principais.
• Podem ser classificados como:
– Número de passes nos tubos:
• Passe simples;
• Múltiplos passes.
– Número de passes no casco:
• Passe simples;
• Múltiplos passes
92. Trocador de calor aletado (compacto)
(líquido-gás) – motores de combustão
• São aqueles que possuem uma
grande área de troca
ocupando um pequeno
volume:
– Usualmente maior que
700m2/m3.
• Possuem arranjos densos de
tubos aletados ou placas.
• São tipicamente usados
quando um dos fluidos é gás.
93. Transferência de calor
• A transferência de calor do escoamento interno a um duto
para o externo a um duto é uma aplicação freqüente em
trocadores de calor.
94. Troca de calor interna e externa ao
tubo
Há três mecanismos de transferência de calor:
• Do fluido interno com a parede interna por convecção térmica
interna ( Qi );
• Da parede interna à parede externa por condução térmica ( QK );
• Da parede externa com o fluido externo por convecção térmica
externa ( Qe ).
95. Troca de calor interna e externa ao tubo
Como não há variação de temperatura com o tempo
(regime permanente) então:
• O calor transferido do fluido interno para a parede é o
mesmo;
• Do calor transferido da parede interna para a externa e que
por sua vez;
• É igual ao transferido da parede externa para o fluido.
97. Troca de calor interna e externa ao
tubo
• É freqüente a necessidade de se determinar Q, em
função apenas de Tm,i e Tf:
di
de
98. Taxa Calor Interno/Externo (J/s ou W)
• A taxa de calor que sai do fluido quente e chega ao fluido frio
é então determinado por:
99. Analogia calor/eletricidade
• Pode-se estabelecer uma analogia direta entre o caminho que
o calor percorre com um circuito elétrico
(Lei de Ohm: V = R.I ⇒ I = V/R)
100. Analogia calor/eletricidade
• Utilizando-se a analogia calor/eletricidade: A taxa de calor
total transferido é:
onde a resistência equivalente é a soma das resistências
interna, da parede e externa:
101. Sobre a resistência de condução
• No capítulo 8 será visto com mais detalhes a transferência de
calor por condução térmica. No momento, a resistência
térmica devido a condução para um tubo é:
onde L é o comprimento do tubo e de e di
são os diâmetros externo e interno
• A resistência térmica devido a condução para uma placa de
espessura ∆x é:
Onde ∆x é a espessura da placa e A é a
área transversal da placa ao fluxo de calor
102.
103. Resistência das incrustações
• Os fluidos podem apresentar impurezas (fuligem, sólidos em
suspensão) que acabam sendo depositadas nas superfícies do
trocador de calor.
• Estas são conhecidas como incrustações na superfície do
trocador de calor e além de modificar a superfície, alteram o
coeficientes de transferência de calor por convecção e
promovem uma resistência adicional à resistência térmica nas
duas interfaces fluido-superfície (interna e externa).
• A resistência das incrustações (Rf) é definida a partir do fator de
incrustação (que depende da característica do fluido) e da área
superficial em que ocorre o depósito (vide Tabelas 7.7 e 7.8).
106. Coeficiente global de transferência de calor (U)
• A taxa de calor transferido depende da diferença de
temperatura entre o fluido interno e externo e da resistência
equivalente do circuito térmico:
• O coeficiente global de transferência de calor é definido como
sendo:
• Por meio de UA pode-se determinar a troca térmica
utilizando apenas a temperatura de mistura do tubo e a
temperatura externa!
107. Coeficiente global de transferência de calor (U)
• Considerando todas as resistências térmicas entre o fluxo de
dois fluidos separados por um tubo e incrustações internas e
externas, tem-se que :
113. Análise da 1º lei para trocadores de
calor
• O produto da vazão mássica com o calor específico é conhecido
como Capacidade Térmica do fluxo de fluido - C [W/ºC]:
Fluido quente está perdendo calor.
114. Método da efetividade (ε)
• Em trocadores de calor freqüentemente se
necessita da área de troca de calor ou das
temperaturas de saída dos fluidos.
• Conhecendo-se as temperaturas de entrada, os
parâmetros mencionados podem ser determinados
pelo método da efetividade (ε).
115. Método da efetividade (ε)
• A efetividade de um trocador de calor é a razão entre a taxa
de calor que ele troca pela máxima taxa de calor que ele
pode trocar:
• onde Q max é igual ao produto da menor capacidade térmica
entre os dois fluidos pela máxima diferença de temperatura
possível no trocador de calor (entrada):
116. Calor utilizando efetividade
• Com o conceito de efetividade pode-se expressar a taxa de
calor trocado Q, como sendo:
• Ou
117. Como calcular a efetividade
• A efetividade de um trocador é uma função:
• 1. do Número de Unidades Térmicas:
• 2. da razão entre Capacidades Térmicas:
• 3. da Configuração do Trocador.
* NTU: representa um índice da
Gráficos 7.21 a 7.26 dimensão do trocador.
No projeto de um trocador de calor é
necessário estabelecer condições que
resultam em valores moderados de
NTU, de modo a não subdimensionar
nem superdimensionar o
equipamento.
121. • Um trocador de calor deve ser projetado para resfriar 2 kg/s
de óleo de 120oC para 40oC. Depois de considerações iniciais,
o tipo de um passe na carcaça e seis passes no tubo foi
selecionado. Cada passe de tubo é composto de 25 tubos de
parede fina com um diâmetro de 2 cm conectado em
paralelo. O óleo deve ser resfriado usando água que entra no
trocador de calor a 15 oC e descarrega a 45 oC. Um esquema
da unidade pode ser visto na figura abaixo. O coeficiente
global de calor vale 300 W/m2. Determine a vazão mássica
de água, a área total de transferência de calor e o
comprimento dos tubos.
122.
123.
124.
125.
126. • Ar quente entra em um trocador de calor de corrente cruzada
(ambos fluidos misturados) a uma temperatura de 100oC e
vazão mássica de 3 kg/min. Ar frio entra no equipamento com
uma vazão de 5,66m3/min e temperatura de 30oC. O
coeficiente global de transferência de calor é 25 W/m2 oC e a
área externa de transferência de calor é de 10 m2. Determine
as temperaturas dos fluidos que deixam o trocador de calor.
129. Água escoa do reservatório “A” para o reservatório “B” através de
uma tubulação de aço comercial com diâmetro interno de 50 cm.
Qual deve ser a profundidade “H” no revervatório “A” para que a
vazão na tubulação seja de 2000 litros por segundo?
Dados: ρágua = 999 kg/m3 ; µágua=1,14x10-3 Pa.s;
Kentrada=0,5; Ksaída=1,0 e Kcotovelo 90°=0,75.
130. Água escoa do reservatório “A” para o reservatório “B” através de
uma tubulação de aço comercial com diâmetro interno de 50 cm.
Qual deve ser a profundidade “H” no revervatório “A” para que a
vazão na tubulação seja de 2000 litros por segundo?
Dados: ρágua = 999 kg/m3 ; µágua=1,14x10-3 Pa.s;
Kentrada=0,5; Ksaída=1,0 e Kcotovelo 90°=0,75.
131. Água escoa do reservatório “A” para o reservatório “B” através de
uma tubulação de aço comercial com diâmetro interno de 50 cm.
Qual deve ser a profundidade “H” no revervatório “A” para que a
vazão na tubulação seja de 2000 litros por segundo?
Dados: ρágua = 999 kg/m3 ; µágua=1,14x10-3 Pa.s;
Kentrada=0,5; Ksaída=1,0 e Kcotovelo 90°=0,75.
.1
h
.2
132. ρágua = 999 kg/m3 ; µágua=1,14x10-3 Pa.s;
Kentrada=0,5; Ksaída=1,0 e Kcotovelo 90°=0,75.
hr
0 0
.1
h
.2
145. • Um conceito utilizado para a captação da energia solar consiste na colocação
de um tubo no ponto focal de um refletor parabólico (concentrador) e o
escoamento de um fluido através deste tubo. O efeito líquido desta
configuração se assemelha ao da criação de um fluxo térmico constante para
o fluido ao longo da circunferência e do eixo do tubo. Considerando uma
operação com água entrando no tubo de diâmetro 0,06m a uma
temperatura de mistura de 20 oC e vazão mássica de 0,01 kg/s, em um dia
ensolarado no qual o fluxo térmico é de 2.000 W/m2, determine:
a) O comprimento L do tubo necessário para obter uma temperatura de
saída da água de 80 oC;
b) A temperatura da parede na saída do tubo para o escoamento
plenamente desenvolvido.
146. • Um conceito utilizado para a captação da energia solar consiste na colocação
de um tubo no ponto focal de um refletor parabólico (concentrador) e o
escoamento de um fluido através deste tubo. O efeito líquido desta
configuração se assemelha ao da criação de um fluxo térmico constante para
o fluido ao longo da circunferência e do eixo do tubo. Considerando uma
operação com água entrando no tubo de diâmetro 0,06m a uma
temperatura de mistura de 20 oC e vazão mássica de 0,01 kg/s, em um dia
ensolarado no qual o fluxo térmico é de 2.000 W/m2, determine:
a) O comprimento L do tubo necessário para obter uma temperatura de
saída da água de 80 oC;
b) A temperatura da parede na saída do tubo para o escoamento
plenamente desenvolvido.
147.
148. Pe = Pr x Re
Pe = 3,57x384,25 = 1371,7
Pe x d/L = 1371,7 x 0,06/6,66 = 12,35
Aproximando: Usa-se Nu = 4,36