Mecânica dos Fluídos

Código:

EQ201

Sigla:

MECF

Ocorrência: 2001/2002 - 1S

Ativa?	Sim
Página Web:	http://www.fe.up.pt/~lopes/EQ201/
Curso/CE Responsável:	Engenharia Química

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
LEQ	147	Plano Oficial EQ a partir 1995	2	4	5,5	-

Língua de trabalho

Português

Objetivos

O objectivo geral é o de transmitir aos alunos os fundamentos, princípios teóricos e relações experimentais básicas, necessárias à análise de escoamentos em geral. São considerados objectivos particulares a aprendizagem de conceitos de índole geral e a sua familiarização com estes, nomeadamente: tensões em fluidos e em interfaces fluido-sólido, viscosidade de fluidos, fluidos newtonianos e não-newtonianos, escoamentos irrotacionais e não-viscosos, regimes laminares e turbulentos, projecto de tubagens e especificação de bombas, e conceito de camada limite.

Programa

1 Conceitos básicos
Fluidos e contínuo. Lei de Newton da viscosidade.
Dimensões e unidades. Gases perfeitos. Compressibilidade. Tensão superficial.

2 Tensões em fluidos - Hidrostática
Tensões em fluidos estáticos e em fluidos em escoamento não viscoso.
Equação da hidrostática. O gradiente de pressões.

3 Dinâmica de fluidos elementar - A equação de Bernoulli
Equação de Bernouilli. Tubo de Pitot, medidor de orifício, o salto hidráulico.

4 Fundamentos da análise do escoamento de fluidos
Campo de velocidades. Trajectórias, linhas e tubos de corrente.
Coordenadas eulerianas e lagrangianas. Escoamento irrotacional.
Sistemas e volumes de controle. Leis básicas dos meios contínuos.
Equação geral de transporte - Teorema do Transporte de Reynolds.

5 Balanços globais - Leis fundamentais de conservação
Equação da continuidade. Conservação de quantidade de movimento linear. Escoamentos unidimensionais e bidimensionais.

6 Balanços diferenciais - Leis fundamentais de conservação
Cinemática do elemento de fluido. Equação da continuidade. Conservação de quantidade de movimento linear - equação de Bernoulli e de Navier Stokes.

7 Análise dimensional e similaridade de escoamentos
Fundamentos da análise dimensional. Teorema de Buckingham.
Grupos adimensionais em MF. Significado físico da similaridade.

8 Escoamento viscoso em tubos
Escoamentos laminares e turbulentos. Conservação de energia em escoamentos incompressíveis - perda de carga. Escoamento de Poiseuille. Perdas de carga em tubos em regimes laminar e turbulento - factor de atrito. Perdas de carga em acessórios de tubagens. Gradiente hidráulico e de energia. Bombas centrífugas, ventoinhas e compressores radiais. Condutas não circulares - diâmetro hidráulico. Projecto de sistemas de tubagens.

9 Escoamento sobre objectos imersos

Bibliografia Principal

Fundamentals of Fluid Mechanics
Bruce R.Munson, Donald F.Young, Theodore H. Okiishi, 4ª ed., John Wiley & Sons, Inc., 2002

Bibliografia Complementar

Introdução à Mecânica de Fluidos
Fox, R., Guanabara Koogan, 1995

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Exposições teóricas apoiadas em slides dinãmicos projectados por vídeo durante as aulas, com particular enfase em experiências mecânicas virtuais, e resolução de problemas e demonstrações teóricas no quadro.

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Provas e trabalhos especiais

Realização de 6 conjuntos de trabalhos bi-semanais constituídos por 15 problemas do livro. Tempo máximo de 4 horas esperado para a realização sde cada conjunto.

Observações

Carga de trabalho individual semanal esperado máximo de 4 horas.