Mecânica de Fluidos

Código:

EQ0070

Sigla:

MF

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Ciências Tecnológicas (Engenharia Química)

Ocorrência: 2012/2013 - 1S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Departamento de Engenharia Química e Biológica
Curso/CE Responsável:	Mestrado Integrado em Engenharia Química

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
MIEQ	131	Plano de estudos oficial	2	-	6	56	162

Língua de trabalho

Português

Objetivos

O objectivo principal é transmitir aos alunos os fundamentos e relações básicas, indispensáveis à compreensão e análise do escoamento de fluidos . Estes fundamentos são aplicados ao estudo dos escoamentos de fluidos em tubagens e de fluidos em torno de objectos.

Programa

1 Introdução e conceitos básicos.
Os fluidos, a Mecânica de Fluidos e a Engenharia Química. Forças que actuam no seio de um fluido. Lei de Newton para fluidos. Fluidos Newtonianos e não-Newtonianos. Viscosímetro de cilindros coaxiais.

Capítulo 2- Hidrostática
Pressão num ponto no seio de um fluido. Equação Fundamental da Hidrostática. Manómetros diferenciais. Forças em superfícies submersas (planas verticais, planas inclinadas e curvas).

Capítulo 3- Cinemática do escoamento de fluidos.
Descrição Eulereana e Lagrangeana de um escoamento. Campos de velocidade e pressão. Visualização de um escoamento- linhas de corrente, trajectórias, linhas de rasto e linhas do tempo. Vectores velocidade e aceleração ao longo de uma linha de corrente.

Capítulo 4- Equação de Bernoulli.
A equação de Bernoulli ao longo de uma linha de corrente. Aplicação da equação de Bernoulli: jactos livres, medidores de caudal (medidor de Venturi, medidor de orifício e descarregadores) e medidores de velocidade (tubo de Pitot).

Capítulo 5- Análise integral em volumes de controlo finitos.
Teorema de Transporte de Reynolds. Conservação de massa, equação da continuidade, carga e descarga de reservatórios. Equação da energia e aplicação da equação da energia . Equação da quantidade de moviento linear, força de atrito na parede de tubos, força num cotovelo, força numa comporta aberta, força de um jacto numa superfície, energia degradada numa expansão súbita e numa contracção súbita.

Capítulo 6- Análise dimensional.
Teorema de pi Buckingham. Aplicação a escoamentos em tubabens e em torno de objectos. Grupos adimensionais. Teoria dos modelos, semelhança cinemática, dinâmica e geométrica. Aplicação da teoria dos modelos a escoamentos em tubagens e em torno de objectos.

Capítulo 7- Escoamentos laminar e turbulento.
Escoamento laminar, equação de Poiseuille: escoamento entre tubos concêntricos, escoamento numa coluna de parede molhada. Escoamento turbulento, descrição e perfil de velocidade.

Capítulo 8- Escoamentos em tubagens.
Perdas de carga em tubagens- gráfico de Moody, perdas de carga localizadas, perdas de carga em tubagens não-circulares. Gradiente hidráulico e de energia. Perdas de carga em tubagens múltiplas.

Capítulo 9- Camada limite e forças sobre objectos submersos.
Camada limite laminar numa placa imersa num fluido, conceito e expressões para o cálculo da espessura. Forças de arrasto e impulsão. Velocidade terminal. Coeficiente de arrasto para sistemas bi e tri-dimensionais.

Bibliografia Obrigatória

Munson, Bruce R.; Fundamentals of fluid mechanics. ISBN: 0-471-44250-X
João M. Campos; Apontamentos de MF, 2007

Bibliografia Complementar

Çenguel, Y.A., Cimbala, J.; Mecanica de Fluidos, Mac. Graw Hill . ISBN: ISBN 978-85-86804-58-8
White, F.; Fluid Mechanics, Mac. Graw Hill International Editions

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Exposição teórica dos conceitos e resolução de exercícios tipo nas aulas teórico-práticas.

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Descrição	Tipo	Tempo (Horas)	Peso (%)	Data Conclusão
Participação presencial (estimativa)	Participação presencial	52,00
	Total:	-	0,00

Obtenção de frequência

Os alunos terão frequência se obtiverem uma classificação final superior a 5 valores

Fórmula de cálculo da classificação final

Alunos a frequentar:

25% (NF) – Na aula seguinte ao término da leccionação de alguns capítulos (4), os alunos terão de responder a um pequeno número de perguntas (10 a 15 minutos) de carácter marcadamente teórico (conceitos) versando o/os capítulo/s leccionado/s. Todas estas perguntas serão corrigidas. Estes 25% não têm repescagem

75% - Exame final

Alunos com frequência

Os trabalhadores estudantes e os alunos com frequência, optativamente, realizarão exame final a valer 100%. Os alunos devem indicar esta opção na 1ª semana de aulas

Provas e trabalhos especiais

Não há

Avaliação especial (TE, DA, ...)

Exame final (100%)

Melhoria de classificação

Exame final (100%). Os alunos que realizaram a avaliação distribuida poderão pedir para ela contar 25% e o exame de melhoria a realizar contará 75%