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Secagem de parede

Storyboard

A secagem da parede ocorre através da evaporação da água e seu transporte, seja por difusão ou fluxo de ar. A difusão é um mecanismo muito lento, pois forma-se uma zona de alta umidade na superfície da parede, dificultando a evaporação adicional e prolongando dramaticamente o tempo em que a parede permanece molhada.

Por outro lado, o fluxo de ar é um mecanismo altamente eficiente, pois a água evaporada é removida pelo fluxo de ar e substituída por ar com menor umidade, que pode absorver mais água conforme evapora.

>Modelo

ID:(115, 0)



Mecanismos

Conceito

>Top



Código
Conceito

Mecanismos

ID:(772, 0)



Pressão na superfície

Conceito

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O pressão na superfície ($p_z$), que atua verticalmente à superfície:



e geralmente é menor que o pressão atmosférica ($p_0$) devido aos efeitos do deslocamento do ar de la densidade do ar ($\rho_a$) com la velocidade do vento com altura ($V_z$).

Neste caso, podemos modelá-lo usando a equação de Bernoulli com seu termo de energia cinética:

$\displaystyle\frac{1}{2} \rho_a V_Z^2$



Este fator é corrigido com um fator que depende da forma do corpo, o fator de forma aerodinâmica ($C_a$), e um fator que se origina de flutuações devido a vórtices de turbulência, o redução da pressão superficial ($q_z$), resultando em:

$ q_z = \displaystyle\frac{1}{2} \rho_a V_z ^2 C_d C_a$



Assim, o pressão na superfície ($p_z$) pode ser calculado resultando em:

$ p_z = p_0 - q_z $

ID:(768, 0)



Fator de forma aerodinâmica

Conceito

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O efeito do vento em uma estrutura depende da direção em que incide sobre a superfície. Se a direção do vento é representada por uma seta, temos as seguintes situações:

W a favor do vento
S lateral
L contra o vento
U inclinação do telhado contra o vento
R inclinação do telhado com vento cruzado
D inclinação do telhado a favor do vento



Para entender melhor, exemplos apresentados na norma AS/NZS 1170.2 podem ser consultados:



Em resumo, o fator de forma aerodinâmica pode ser modelado por um fator que depende do ângulo entre a normal à superfície e a direção do vento. Com base em dados experimentais de diversas formas, esse fator pode ser aproximado por uma curva de forma:

É importante perceber que a função implica a existência de zonas de pressão positiva, mas também de zonas de pressão negativa, que correspondem a áreas onde o vento literalmente suga.

ID:(760, 0)



Modelo

Conceito

>Top



Parâmetros

Símbolo
Texto
Variáve
Valor
Unidades
Calcular
Valeur MKS
Unidades MKS
$z_o$
z_o
Comprimento de rugosidade
m
$\rho_a$
rho_a
Densidade do ar
kg/m3
$C_d$
C_d
Fator de resposta dinâmica
-
$\eta$
eta
Viscosidade
Pa s

Variáveis

Símbolo
Texto
Variáve
Valor
Unidades
Calcular
Valeur MKS
Unidades MKS
$z_b$
z_b
Altura da base acima do solo
m
$z_t$
z_t
Altura da borda superior acima do solo
m
$h$
h
Altura vertical da parede
m
$\theta$
theta
Ângulo do vento
rad
$\Delta p$
Dp
Diferença de pressão entre a borda inferior e superior
Pa
$b$
b
Distância entre ripas
m
$a$
a
Distância SIP e revestimento
m
$C_a$
C_a
Fator de forma aerodinâmica
-
$J_V$
J_V
Fluxo de ar de secagem
m^3/s
$p_0$
p_0
Pressão atmosférica
Pa
$p_b$
p_b
Pressão na borda inferior
Pa
$p_t$
p_t
Pressão na borda superior
Pa
$q_b$
q_b
Redução da pressão na borda inferior
Pa
$q_t$
q_t
Redução de pressão na borda superior
Pa
$u$
u
Velocidade de fricção
m/s
$V_b$
V_b
Velocidade do vento na borda inferior
m/s
$V_t$
V_t
Velocidade do vento na borda superior
m/s

Cálculos


Primeiro, selecione a equação: para , depois, selecione a variável: para

Cálculos

Símbolo
Equação
Resolvido
Traduzido

Cálculos

Símbolo
Equação
Resolvido
Traduzido

Variáve Dado Calcular Objetivo : Equação A ser usado




Equações

#
Equação

$ C_a = 0.3445 \theta ^2 - 1.4961 \theta + 0.8$

C_a = 0.3445* theta ^2 - 1.4961* theta + 0.8


$ \Delta p = p_b - p_t $

Dp = p_b - p_t


$ J_V = \displaystyle\frac{ a ^3 b }{12 \eta }\displaystyle\frac{ \Delta p }{ h }$

J_V = a ^3* b * Dp /(12* eta * h)


$ p_b = p_0 - q_b $

p_z = p_0 - q_z


$ p_t = p_0 - q_t $

p_z = p_0 - q_z


$ q_b = \displaystyle\frac{1}{2} \rho_a V_b ^2 C_d C_a$

q_z = rho_a * V_z ^2* C_d * C_a /2


$ q_t = \displaystyle\frac{1}{2} \rho_a V_t ^2 C_d C_a$

q_z = rho_a * V_z ^2* C_d * C_a /2


$ V_b = \displaystyle\frac{2}{5} u \ln\left(\displaystyle\frac{ z_b }{ z_o }\right)$

V_z = 2* u * log( z / z_o )/5


$ V_t = \displaystyle\frac{2}{5} u \ln\left(\displaystyle\frac{ z_t }{ z_o }\right)$

V_z = 2* u * log( z / z_o )/5

ID:(773, 0)



Modelo de fator de forma aerodinâmico

Equação

>Top, >Modelo


O fator de forma aerodinâmica ($C_a$) pode ser modelado como uma função de o ângulo do vento ($\theta$) para estimar as contribuições para a pressão das diferentes superfícies do objeto. Esse modelo se baseia em constantes derivadas de medições realizadas em vários objetos diferentes:

$ C_a = 0.3445 \theta ^2 - 1.4961 \theta + 0.8$

$\theta$
Ângulo do vento
$rad$
85
$C_a$
Fator de forma aerodinâmica
$-$
83

ID:(761, 0)



Velocidade com altura (1)

Equação

>Top, >Modelo


La velocidade do vento com altura ($V_z$) depende de la altura acima do solo ($z$). Geralmente, é praticamente nulo na superfície e alcança o valor relatado nos relatórios meteorológicos a uma altura de 10 metros. Sua variação é influenciada pela rugosidade do terreno, expressa por la comprimento de rugosidade ($z_o$), e por la velocidade de fricção ($u$), da seguinte forma:

$ V_b = \displaystyle\frac{2}{5} u \ln\left(\displaystyle\frac{ z_b }{ z_o }\right)$

$ V_z = \displaystyle\frac{2}{5} u \ln\left(\displaystyle\frac{ z }{ z_o }\right)$

$z$
$z_b$
Altura da base acima do solo
$m$
99
$z_o$
Comprimento de rugosidade
$m$
79
$u$
Velocidade de fricção
$m/s$
77
$V_z$
$V_b$
Velocidade do vento na borda inferior
$m/s$
104

ID:(757, 1)



Velocidade com altura (2)

Equação

>Top, >Modelo


La velocidade do vento com altura ($V_z$) depende de la altura acima do solo ($z$). Geralmente, é praticamente nulo na superfície e alcança o valor relatado nos relatórios meteorológicos a uma altura de 10 metros. Sua variação é influenciada pela rugosidade do terreno, expressa por la comprimento de rugosidade ($z_o$), e por la velocidade de fricção ($u$), da seguinte forma:

$ V_t = \displaystyle\frac{2}{5} u \ln\left(\displaystyle\frac{ z_t }{ z_o }\right)$

$ V_z = \displaystyle\frac{2}{5} u \ln\left(\displaystyle\frac{ z }{ z_o }\right)$

$z$
$z_t$
Altura da borda superior acima do solo
$m$
100
$z_o$
Comprimento de rugosidade
$m$
79
$u$
Velocidade de fricção
$m/s$
77
$V_z$
$V_t$
Velocidade do vento na borda superior
$m/s$
105

ID:(757, 2)



Redução da pressão na superfície (1)

Equação

>Top, >Modelo


O redução da pressão superficial ($q_z$) é a pressão por unidade de área pela qual ela diminui na superfície do corpo. É modelada como uma modificação do princípio de Bernoulli, caracterizada por la densidade do ar ($\rho_a$) e la velocidade do vento com altura ($V_z$), corrigindo a dinâmica com la fator de resposta dinâmica ($C_d$) e a geometria com o fator de forma aerodinâmica ($C_a$):

$ q_b = \displaystyle\frac{1}{2} \rho_a V_b ^2 C_d C_a$

$ q_z = \displaystyle\frac{1}{2} \rho_a V_z ^2 C_d C_a$

$\rho_a$
Densidade do ar
$kg/m^3$
81
$C_a$
Fator de forma aerodinâmica
$-$
83
$C_d$
Fator de resposta dinâmica
$-$
82
$q_z$
$q_b$
Redução da pressão na borda inferior
$Pa$
106
$V_z$
$V_b$
Velocidade do vento na borda inferior
$m/s$
104

ID:(759, 1)



Redução da pressão na superfície (2)

Equação

>Top, >Modelo


O redução da pressão superficial ($q_z$) é a pressão por unidade de área pela qual ela diminui na superfície do corpo. É modelada como uma modificação do princípio de Bernoulli, caracterizada por la densidade do ar ($\rho_a$) e la velocidade do vento com altura ($V_z$), corrigindo a dinâmica com la fator de resposta dinâmica ($C_d$) e a geometria com o fator de forma aerodinâmica ($C_a$):

$ q_t = \displaystyle\frac{1}{2} \rho_a V_t ^2 C_d C_a$

$ q_z = \displaystyle\frac{1}{2} \rho_a V_z ^2 C_d C_a$

$\rho_a$
Densidade do ar
$kg/m^3$
81
$C_a$
Fator de forma aerodinâmica
$-$
83
$C_d$
Fator de resposta dinâmica
$-$
82
$q_z$
$q_t$
Redução de pressão na borda superior
$Pa$
107
$V_z$
$V_t$
Velocidade do vento na borda superior
$m/s$
105

ID:(759, 2)



Pressão na superfície de um corpo (1)

Equação

>Top, >Modelo


O pressão na superfície ($p_z$) é igual a o pressão atmosférica ($p_0$) reduzido em o redução da pressão superficial ($q_z$):

$ p_b = p_0 - q_b $

$ p_z = p_0 - q_z $

$p_0$
Pressão atmosférica
$Pa$
103
$p_z$
$p_b$
Pressão na borda inferior
$Pa$
97
$q_z$
$q_b$
Redução da pressão na borda inferior
$Pa$
106

ID:(776, 1)



Pressão na superfície de um corpo (2)

Equação

>Top, >Modelo


O pressão na superfície ($p_z$) é igual a o pressão atmosférica ($p_0$) reduzido em o redução da pressão superficial ($q_z$):

$ p_t = p_0 - q_t $

$ p_z = p_0 - q_z $

$p_0$
Pressão atmosférica
$Pa$
103
$p_z$
$p_t$
Pressão na borda superior
$Pa$
98
$q_z$
$q_t$
Redução de pressão na borda superior
$Pa$
107

ID:(776, 2)



Diferença de pressão entre as bordas da parede

Equação

>Top, >Modelo


La diferença de pressão entre a borda inferior e superior ($\Delta p$) é o cálculo da diferença entre la pressão na borda inferior ($p_b$) e la pressão na borda superior ($p_t$):

$ \Delta p = p_b - p_t $

$\Delta p$
Diferença de pressão entre a borda inferior e superior
$Pa$
96
$p_b$
Pressão na borda inferior
$Pa$
97
$p_t$
Pressão na borda superior
$Pa$
98

ID:(775, 0)



Fluxo de vapor de água

Equação

>Top, >Modelo


A estimativa de la pressão na borda superior ($p_t$) é baseada na umidade que se desloca pelo espaço entre a parede e o revestimento, impulsionada por la diferença de pressão entre a borda inferior e superior ($\Delta p$). Supondo que la distância SIP e revestimento ($a$), la distância entre ripas ($b$), la altura vertical da parede ($h$) e la viscosidade ($\eta$):

$ J_V = \displaystyle\frac{ a ^3 b }{12 \eta }\displaystyle\frac{ \Delta p }{ h }$

$h$
Altura vertical da parede
$m$
101
$\Delta p$
Diferença de pressão entre a borda inferior e superior
$Pa$
96
$b$
Distância entre ripas
$m$
94
$a$
Distância SIP e revestimento
$m$
93
$J_V$
Fluxo de ar de secagem
$m^3/s$
95
$\eta$
Viscosidade
$Pa s$
92

ID:(774, 0)