INTRODUÇÃO AOS FENÔMENOS DE TRANSPORTE PROPRIEDADES DOS FLUIDOS

Objetivo Estudar de forma sistemática e unificada os fenômenos de transporte de calor, massa e quantidade de movimento na Engenharia Elétrica. O estudo e a aplicação dos fenômenos de transporte é essencial para a engenharia contemporânea.

Relevância Os fluidos (água) representam 2/3 da matéria do nosso planeta, sem contar a atmosfera composta por ar (outro fluido). A melhoria do padrão de vida sempre foi acompanhada de progressos no conhecimento dos mesmos.

Alguns exemplos de utilização

Molécula Grupo de átomos, iguais ou diferentes, que se mantêm unidos e que não podem ser separados sem afetar ou destruir as propriedades das substâncias.

Temperatura É uma grandeza física que mensura a energia cinética média das partículas de um sistema.

Pressão É a relação entre uma determinada força e sua área de distribuição.

Relação Pressão x Temperatura Essa relação pode influenciar no estado físico.

Fluidos 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. Podemos considerar como fluidos líquidos e gases.

Forças atuantes Forças Tangenciais – São as forças que agem paralelamente à superfície do fluido. Também são chamadas de força de cisalhamento. Forças Normais - São as forças que são aplicadas na direção perpendicular à superfície do fluido. Elas comprimem o fluido, gerando pressão.

Massa Específica Também chamada de Densidade, é a grandeza que relaciona a massa de um corpo ao seu volume.

Massa Específica – Alguns exemplos

Peso Específico É a relação entre o peso de um fluido e volume ocupado, seu valor pode ser obtido pela aplicação da equação a seguir:

Peso Específico – Alguns exemplos Considerando a aceleração da gravidade = 10 m/s²

Peso Específico Relativo Representa a relação entre o peso específico do fluido em estudo e o peso específico da água. O mesmo é um número adimensional, ou seja não contempla unidades.

Tabela de Propriedades dos Fluidos

Pressão atmosférica É a pressão que o peso do ar exerce sobre a superfície da Terra, e seu valor depende da altitude do local onde é medida.

Pressão hidrostática É a pressão exercida por um líquido. Para obtê-la, consideremos um recipiente contendo um líquido de densidade ”ρ” que ocupa o recipiente até uma altura ”h”, em um local do planeta onde a aceleração da gravidade é ”a”. A Força exercida sobre a área de contato é o peso do líquido.

Pressão hidrostática P = Ft / A → Ft = m . a P = m . a / A → ρ = m / V → m = ρ . V P = ρ . V . a / A → V = A . H P = ρ . A . h . a / A → P = ρ . h . A

Pressão hidrostática Ou seja, a pressão hidrostática não depende do formato do recipiente, apenas da densidade do fluido, da altura do ponto onde a pressão é exercida e da aceleração da gravidade.