Mecânica de Fluidos I

Código:

EA0022

Sigla:

MF I

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Ciências Físicas (Física)

Ocorrência: 2015/2016 - 1S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Secção de Fluidos e Energia
Curso/CE Responsável:	Mestrado Integrado em Engenharia do Ambiente

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
MIEA	105	Plano de estudos oficial a partir de 2006/07	2	-	6	56	162

Língua de trabalho

Português

Objetivos

Analisar, compreender e caraterizar, com base nas leis fundamentais da mecânica e metodologias específicas, o comportamento dos fluidos, em repouso e em movimento, com vista à resolução de problemas de mecânica dos fluidos em engenharia.

Resultados de aprendizagem e competências

Espera-se que no final do semestre os alunos consigam/conheçam:
1. Caraterizar os fluidos pelas suas propriedades e resolver problemas simples com a lei de Newton da viscosidade;
2. Aplicar os princípios da estática dos fluidos à manometria e à caraterização das forças de pressão sobre superfícies planas imersas;
3. Os aspetos fundamentais da cinemática e da dinâmica no contexto da mecânica dos fluidos;
4. Utilizar a análise dimensional e os princípios da semelhança em problemas de mecânica dos fluidos;
5. Aplicar as equações de conservação da massa e da energia a escoamentos viscosos em condutas, calcular perdas de carga, necessidades de energia, estimar o caudal disponível e dimensionar condutas simples;
6. Caraterizar as forças resultantes da ação de escoamentos sobre corpos neles imersos.

Modo de trabalho

Presencial

Programa

1. Introdução. Conceito e propriedades dos fluidos. Lei de Newton da viscosidade.
2. Estática dos fluidos. Equação fundamental da hidrostática. Manometria. Forças em superfícies planas imersas. Impulsão.
3. Noções de cinemática. Derivada total da velocidade. Perspetivas Lagrangeana e Euleriana. Sistemas e volumes de controlo.
4. Formulação integral. Teorema do transporte de Reynolds. Conservação da massa e da energia. Simplificações à equação da conservação da energia. Escoamentos ideais. Equação de Bernoulli.
5. Análise dimensional e semelhança. Grupos adimensionais em mecânica de fluidos. Regras de semelhança.
6. Escoamento viscoso em condutas. Regimes laminar e turbulento, perfis de velocidade. Zona de desenvolvimento. Perda de carga em linha. Coeficiente de Darcy. Equação de Colebrooke e diagrama de Moody. Perdas localizadas.
Potência de bombagem e altura manométrica de uma bomba/ventilador. Determinação do caudal e dimensionamento de condutas. Associação de condutas.
7. Escoamentos exteriores. Forças de arrasto e de sustentação.

Bibliografia Obrigatória

Frank M. White; Fluid mechanics. ISBN: 0-07-116848-6
Bruce R. Munson, ... [et al.]; Fluid Mechanics. ISBN: 978-1-118-31867-6

Bibliografia Complementar

Merle C. Potter, David C. Wiggert; Mechanics of fluids. ISBN: 0-13-571142-8
Yunus A. Çengel, John M. Cimbala ; trad. Katia Aparecida Roque, Mario Moro Fecchio; Mecânica dos fluidos. ISBN: 978-85-86804-58-8
Luis Adriano Oliveira, António Gameiro Lopes; Mecânica dos fluidos. ISBN: 972-8480-13-X

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Aulas teóricas: Exposição dos conceitos teóricos e discussão.
Aulas teórico-práticas: Exemplos de aplicação e resolução de problemas tipo. Esclarecimento das dúvidas dos alunos.

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Exame	75,00
Teste	25,00
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Estudo autónomo	97,00
Frequência das aulas	65,00
Total:	162,00

Obtenção de frequência

Presença em, pelo menos, 70% das sessões teóricas e 70% das sessões teórico-práticas.

Fórmula de cálculo da classificação final

Duas provas de tipo teórico, em plataforma Moodle, uma a realizar a meio do semestre e a outra no final. Provas sem consulta, duração de 25 minutos.
Exame escrito, na época de exames, de caráter prático. Consulta limitada (formulário 2 páginas A4), duração de 120 minutos.
A nota será formada com pesos de 25% para a média do conjunto das provas teóricas e 75% para a prática.

A época de recurso/melhoria de nota inclui, como um todo, avaliação nas duas componentes, teórica e prática. Os pesos das componentes teórica e prática na classificação final serão os mesmos da época normal.

A classificação final poderá ser ajustada em mais ou menos 1/20, função de critérios de assiduidade, participação nas aulas, etc..

Provas e trabalhos especiais

Não estão previstos.

Trabalho de estágio/projeto

Não aplicável.

Avaliação especial (TE, DA, ...)

De acordo com as normas da FEUP, em simultâneo e com as mesmas regras da prova de recurso.

Melhoria de classificação

Segundo as regulamentações da FEUP, em época de recurso, com regras idênticas às da época de exame.