TA 631 – OPERAÇÕES UNITÁRIAS I

(Transferência de quantidade de movimento)

Aula 2: 02/03/2012 Revisão sobre sistemas de unidades.

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Os sistemas mais utilizados são:  Sistema Métrico   CGS e MKS (até 1967) SI  Sistema Americano de Engenharia (Inglês) 2

Sistema CGS

Massa - grama (g) Comprimento centímetro (cm) Tempo - segundo (s) Temperatura - Celsius ( ºC) Força = massa * aceleração aceleração = 1 cm/s 2 1 dyn = 1 g * cm * s -2 3

Sistema MKS

Massa - quilograma (kg) Comprimento - metro (m) Tempo - segundo (s) Temperatura - Celsius ( ºC) 4

Sistema Internacional - SI

Massa - quilograma (kg) Comprimento - metro (m) Tempo - segundo (s) Temperatura - Kelvin (K) Força = massa * aceleração aceleração = 1 m/s 2 1 Newton = 1 kg * m * s -2 5

Sistema Inglês

Tem cinco dimensões primárias : Massa - libra-massa (lb m ) Comprimento pé (ft) Tempo - segundo (s) Temperatura grau Rankine (ºR) Força - libra-força (lb f ) g = 32,17 ft/s 2 g c = 32,17 lb m lb f -1 * ft *s -2 6

g c surge da necessidade de preservação da igualdade numérica e da consistência dimensional 2ª Lei de Newton:

F



m



a



k



d dt



m



v

 ;

k

 1

gc gc

 1

F d dt



m



v

  

lmb

.

lbf

.

s ft

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Exercícios da aula

1) Dê as unidades em CGS e SI das seguintes propriedades:     Densidade Pressão Tensão de cisalhamento Viscosidade massa/volume força normal /área força tangencial/área Equação de Newton

Equação de Newton

Tensão de cisalhamento = viscosidade * taxa de deformação Taxa de deformação = Δvelocidade/Δdistancia = (m/s)/(m) = s -1 Ft/A = μ (Δv/Δl) => μ = (força/área)/(tempo -1 ) 8

2) Escreva o conceito de: Vazão mássica Vazão volumétrica Número de Reynolds 9

3) Qual é a diferença entre psig e psia ?

psi = pound force per square inch psi = libra força por polegada quadrada 10

• • • • 4) Qual é o valor de: Densidade da água Calor específico da água Viscosidade da água Densidade do ar Densidade da água = 1g/cm 3 = 1kg/l = 1000 kg/m 3 Calor específico da água = 1 cal/(g .ºC) Viscosidade da água = 1cP = 0,01 g/cms = 1 x 10 -3 kg/ms Densidade do ar = 1g/m 3 11

5) Quais são as forças que atuam sobre uma pedra caindo?

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6) Diferencie os regimes permanente e transiente.

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7) Diferencie os fluidos newtonianos e não-newtonianos.

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8) Quais são os termos do balanço de energia mecânica? 15

9) O que são linhas de corrente? Como elas se apresentam nos diferentes regimes de escoamento?

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Exercícios para reflexão

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1.

Misturando uma certa quantidade de água a 40ºC com outra quantidade de água a 60ºC, a temperatura da mistura não poderá ser maior que 60ºC. Por que?

2.

O que impede que a água misturada da pergunta acima não possa ser separada novamente, de forma que obtenhamos novamente água nas condições iniciais?

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3. O impacto ambiental causada pelas usinas hidrelétricas é muito pequena, pois não há queima de combustíveis. Concorda com isso?

Água Infra estrutura Usina hidroelétrica Outros fatores?

Eletricidade Impactos sociais e ambientais?

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4. Se as rugosidades fossem eliminadas (sem atrito) durante o escoamento de um fluido (como água, ar, sangue, petróleo, etc), haveria necessidade de colocar uma bomba para deslocar o fluido?

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