Mecânica dos fluidos - transporte dos fluidos

Páginas: 9 (2086 palavras) Publicado: 6 de abril de 2013
MECÂNICA DOS FLUÍDOS AMBIENTAL

ENG. PROD 5ºC - FACEAR

Apresentado por:
Luis Rodrigo Machado Willian Rosa da Silva

Introdução
Nas últimas décadas, a abrangência do estudo da mecânica dos fluídos foi ampliada, envolvendo a qualidade da água e várias outras questões ambientais, Onde um engenheiro ou ambientalista deve ser capaz de descrever e quantificar esses processos, considerando osseus efeitos no meio ambiente.
As propriedades de um fluído são consideradas para descrever um escoamento e sua dissolução em meio a outros fluídos.
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TRANSPORTE DE FLUÍDOS
Leis básicas e mecanismos de transporte de massa; Segunda Lei de Newton em um fluído; Lei de Fick;

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Transporte de Fluídos

Transporte da Quantidade de Movimento Transporte da Calor Transporte de Massa

5 Transporte de Fluídos
Transporte da Quantidade de Movimento: A equação de transporte de movimento, que representa a 2ª Lei de Newton, mostra que a resultante das forças aplicadas a um corpo é igual a taxa de variação da sua quantidade de movimento. Considerando um sistema uniforme e permanente pode-se demonstrar de forma simplificada a seguinte equação:
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Transporte de Fluídos
• Equação daQuantidade de Movimento num Fluído:
– V1 = velocidade inicial [m/s] – V2 = velocidade final [m/s] – m = vazão mássica [kg/s]


∑ F = m(V − V )
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Transporte de Fluídos
Transporte de Calor
:

Sempre que houver uma diferença de temperatura em um meio, ou entre os meios deve ocorrer transferência de calor. Há três modos básicos de transferência de calor:Condução – em virtude de colisões entre moléculas; Convecção – na presença de um fluido me movimento; Radiação – devido a ondas eletromagnéticas;
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Transporte de Fluídos
• Equação de transferência de calor:
– q = fluxo de calor; – K = constante de proporcionalidade da condutividade térmica; dT – = variação da dy Temperatura sobre a distância;

dT q = −k dy

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Transporte de FluídosTransporte de Massa: Sempre que houver uma diferença de concentração de duas ou mais substâncias em uma mistura de fluídos, ocorrerá transporte de massa, ou difusão de massa. A forma mais comum de se definir a concentração de uma mistura está relacionada ao número de mols da substância por unidade de volume.
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Equação
• Definição de Concentração Molar
– Ci = concentração molecular (mols/m³) – ni= numero de mols – V = volume (m3)

ni Ci = V
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1ª Lei de Fick
• Primeira Lei de Difusão de Fick;
– D = coeficiente de difusão de massa(L²/T) – C = concentração molar

Obs: essa lei somente se aplica em uma variação em x e se o fluido for diluído.

dC J = −D dx
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Transporte de Fluídos
Lei de Conservação de Massa:
Considerando uma mistura de fluídos que contém uma substânciatal como um contaminante químico ou gás dissolvido: Acumulação = entrada – saída + geração – degradação

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DIFUSÃO - ADVECÇÃO
Equações de Navier-Stokes; Identificação das parcelas advectivas e difusivas.
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Navier-Stokes
∂ ∫v.c ∂t CdV = −∫s.J .ndA + ∫v.c rg dV − ∫v.c rd dV c
– Tendo J como o vetor de fluxo de massa da substancia através da superfície de controle; – rg como a taxa degeração da substancia dentro do volume de controle; – rd como a taxa de degradação da substancia dentro do volume de controle em virtude a reação química;

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Navier-Stokes
Aplicando a equação de Navier-Stokes, Obtendo-se em equação: Essa equação afirma que a taxa de acumulação da substância dentro do volume de controle é igual ao escoamento líquido de massa da substância através dasuperfície de controle mais a taxa de geração da substância dentro do volume de controle menos a taxa de degradação da substância dentro do volume de controle.
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Difusão Advecção
Transporte Advectivo e Difusivo O transporte de substâncias por difusão molecular é uma fonte importante de movimento na escala microscópica. Cálculo de estimativa para a escala de tempo de difusão ao longo de uma...
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