Mecânica dos fluídos ambiental

MECÂNICA DOS FLUÍDOS AMBIENTAL
INTRODUÇÃO/OBJETIVOS
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 os seus efeitos no meio ambiente.
Tem como objetivo demonstrar de forma clara os processos de transporte de calor, massa e quantidade de movimento no meio ambiente.

DEFINIÇÕES E CONCEITOS

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
Equação da Quantidade de Movimento num Fluído
V1 = velocidade inicial [m/s]
V2 = velocidade final [m/s] = vazão mássica [kg/s]
Transporte de calor
É a diferença de temperatura entre dois corpos.
Equação de transferência de calor

q = fluxo de calor por condução [W/m²]
K = constante de proporcionalidade da condutividade térmica [W/m.K ]
= variação da Temperatura sobre a distância [K/m]
Transporte de massa
É processo onde existe a migração de uma ou mais espécies químicas em um dado meio, podendo esse ser sólido, líquido ou gasoso. O transporte pode ser feito por dois mecanismos: difusão e/ou convecção. A concentração de uma mistura defini-se através do número de mols da substância por unidade de volume.
Difusão
Nesse fenômeno, as moléculas de uma substância se movem de uma região do meio onde estão mais concentradas para outra onde estão menos concentradas.
Primeira lei de difusão de Fick

J= densidade de corrente
D = coeficiente de difusão de massa [L²/T]
C = concentração molar [mol/L]

dC/dx = gradiente de concentração Observação: Essa lei somente se aplica em uma