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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
CENTRO DE TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA
DISCIPLINA:-
“Fenômenos de Transporte I”
NO. CRÉDITOS:04
- Carga horária: 60 horas
PROFESSOR RESPONSÁVEL:
Dr. Edson Leandro de Oliveira
I. Objetivos
Apresentar ao aluno os
conceitos fundamentais e as leis básicas dos fenômenos de transporte, tendo
em vista sua aplicação na Engenharia Química.
II. Método Didático
a). Aulas teóricas - serão
ministradas por método expositivo. Dedução das equações fundamentais,
exemplos de aplicações práticas e solução de problemas.
b). Trabalhos e/ou listas de
exercícios - o assunto ficará a critério do professor. Estes poderão ser
feitos individualmente ou em grupo.
III. Ementa
Introdução. Analogia entre
transferência de massa, calor e quantidade de movimento. Estática dos
fluidos (manometria). Balanços globais e diferenciais. Escoamento de
fluido. Análise Dimensional e Similaridade.
IV. Programa.
1. Introdução
1-1.
Estado
Físico da Matéria – Lei de Hooke
1-2.
Sistema
de Unidade - Fator de Proporcionalidade (gc).
1-3.
Equação
de Estado.
1-3-1.
Propriedades deduzidas a partir da Equação de Estado.
1-4. Fluidos
Compressíveis e Incompressíveis.
1-5.
Aplicação
/ Exercícios.
2. Conceitos Fundamentais
2-1. Propriedades dos Fluidos e dos Méis Contínuos.
2-2.
Campo de Tensões.
2-3.
Viscosidade.
2-3-1.
Fluidos Newtonianos.
2-3-2.
Fluidos não-Newtonianos.
2-4.
Classificação do Movimento dos Fluidos
2-4-1. Fluidos Viscosos e não-Viscosos.
2-4-2.
Escoamento Laminar e Turbulento.
2-5. Aplicação / Exercícios.
3. Estática dos fluidos
3-1.
Lei de
Pascal.
3-2.
Equação
básica da estática dos fluidos.
3-2-1
Para
Fluidos Incompressíveis.
3-2-2
Para
Fluidos Compressíveis.
3-3.
Medições
de Pressão.
3-3-1. Pressão
Atmosférica.
3-3-2.
Manometria;
Tubo Piezométrico; Tubo em U; Tubo Inclinado.
3-4. Aplicação / Exercícios.
4. Equações das variações
4-1.
Intensidade do Campo.
4-2.
Analogia
das Equações das Variações.
4-2-1.
Primeira
Lei de Newton da Viscosidade.
4-2-2.
1a
Lei de Fourier.
4-2-3.
1a
Lei de Fick da Difusão.
4-3.
Características Únicas das Equações Cinéticas.
4-4. Aplicação / Exercícios.
4-5. Equação de Fourier da condução
de calor
4-6.
Equação
de Fick da Difusão.
5. Campos Fluidos
5-1.
Campo de
Escoamento
5-2.
Método
Euleriano.
5-3.
Sistema e
Volume de Controle.
5-4.
Tipos de
Escoamentos.
5-5. Leis
Básicas para Sistemas e Volume de Controle.
5-5-1.
Equação
da Continuidade.
5-6.
Balanço
Diferencial de Massa.
5-6-1. Sistemas em Coordenadas
Retangulares.
5-6-2.
Sistemas
em Coordenadas Cilíndricas.
5-7. Aplicação / Exercícios.
6. Conservação do Momento Linear
6-1.
Equação
da Quantidade de Movimento para um Volume de Controle Inercial.
6-2.
Aplicação
da Forma Integral do Momento Linear.
6-3.
Forma
Diferencial da Equação do Momento Linear.
6-3-1.
Equação
de Euler do Movimento.
6-3-2.
Aplicação
da Equação de Euler do Movimento.
6-3-3.
Equação
de Bernoulli.
6-4.Escoamento Laminar de Fluidos Incompressíveis e Viscosos–Equação de Navier
Stokes.
6-5.
Aplicação
da Equação de Navier Stokes.
6-6. Aplicação
/ Exercícios.
7. Escoamentos Viscosos
Incompressíveis, Internos
7-1.Escoamento laminar Completamente Desenvolvidos entre placas paralelas
infinitas.
7-1-1.
Ambas as
placas estacionárias.
7-1-2.Placa
superior movendo-se com Velocidade constante.
7-1-3.
Escoamento LCD através de um Tubo.
7-2.Distribuição de Tenção de Cisalhamento no ECD em Tubos – Laminar ou
Turbulento.
7-3.
Aplicação
/ Exercícios.
8. Conservação de Energia.
8-1.
1a
Lei da Termodinâmica – Análise do V. de Controle – Eq. Integral da Energia.
8-1-1.
Aplicação
da Equação da Energia.
8-1-2.
Equação
Particular da Energia – Equação de Bernoull.
8-2.
Considerações de Energia no Escoamento em Tubos.
8-3.
Calculo
de Perda de Carga:
8-3-1.
Em
escoamento Laminar C. D.
8-3-2.
Em
escoamento Turbulento.
8-4.
Perdas de
Carga Secundárias.
8-5.
Aplicação
/ Exercícios.
9. Medição de Escoamentos.
9-1. Medidores de Vazão para
Escoamentos Internos - A placa de orifício/ bocal de escoamento e medidor Venturi.
9-2.
Medidores
Lineares de vazão/medidores de bóia (do tipo rotâmetros).
9-3.
Aplicação
/ Exercícios.
10. Análise Dimensional e
Similaridade.
10-1. Analise
Dimensional da Equação de Navier Stokes.
10-2. Teorema Pi de Buckingham
10-3.
Aplicação.
10-4.
Análise
Dimensional na Transferência de Calor.
10-5.
Análise
Dimensional na Transferência de Massa.
10-6.
Similaridade.
10-7.
Aplicação
/ Exercícios.
Bibliografia.
1. Robert, W. Fox e Alan T.
McDonald - Introdução à Mecânica dos Fluidos - Guanabara Koogan - Rio
de Janeiro - 4a Ed. 1995.
2.
Bird, P. B. W. E.
Steward e E. Lightfood “Transport Phenomena” - Wiley, New York, 1960.
3. Leigthon, E. Sissom e Donald,
R. Pitts - “Fenômenos de Transporte”- Guanabara Dois, 1979.
4. Bennett, C. O., & J. E. Myers
- “Fenômenos de Transporte”- McGraw-Hill do Brasil Ltda, 1978.
5.
Welty, J. R., C.
E. Wickes e R. E. Wilson (3W) - “Fundamentals of Momentum, Heat, and
Mass Transfer, Wiley, New York, 1969.
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