Mecânica de Fluidos I

Código:

EA0022

Sigla:

MF I

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Ciências da Engenharia
OFICIAL	Tecnologias Ambientais
OFICIAL	Capacid. e atit. pessoais, interp. e profissionais

Ocorrência: 2006/2007 - 2S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Departamento de Engenharia Química e Biológica
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	59	Plano de estudos oficial a partir de 2006/07	2	-	6	56	162

Língua de trabalho

Português

Objetivos

São três os objectivos principais desta disciplina:
- a aquisição de conhecimentos nucleares de Engenharia , indispensáveis à compreensão e análise de escoamentos de fluidos.
- a aplicação destes conhecimentos ao estudo e projecto de equipamentos utilizados na área da Engenharia do Ambiente, nomeadamente: leitos porosos (fixos e fluidizados) e a processos de separação líquido/sólido e gás/líquido.
- o estímulo ao pensamento e à resolução adequada de problemas de Engenharia

Programa

1- INTRODUÇÃO E CONCEITOS BÁSICOS
Os fluidos, a Mecânica de Fluidos e a Engenharia. Forças que actuam no seio de um fluido. Lei de Newton da viscosidade. Fluidos Newtonianos e não-Newtonianos. Variação da viscosidade com a pressão e a temperatura.

2- ESTÁTICA DOS FLUIDOS - HIDROSTÁTICA
Pressão no seio de um fluido. Equação Fundamental da Hidrostática. Manometria. Forças sobre superfícies planas imersas. Impulsão.

3- CINEMÁTICA DOS ECOAMENTOS: Descrição lagrangeana e euleriana dos escoamentos. Propriedades do campo de velocidades. Caudal e velocidade média.

4- EQUAÇÃO DE BERNOULLI
Equação de Bernoulli ao longo de uma linha de corrente
Aplicações da equação de Bernoulli: descarga livre, medidores de caudal (Venturi e medidor de orifício), medidores de velocidade (tubo de Pitot)

5- ANÁLISE INTEGRAL EM VOLUMES DE CONTROLO FINITOS
Teorema do Transporte de Reynolds. Conservação de Massa - Equação da Continuidade. Carga e descarga de reservatórios. Equação da Energia - 1ª lei da Termodinâmica. Comparação entre a equação da energia e a equação de Bernoulli. Equação da Quantidade de Movimento. Aplicações da equação da quantidade de movimento: força de atrito na parede de tubos, força numa curva, força de um jacto numa superfície.

6- ANÁLISE DIMENSIONAL
Análise dimensional. Teorema de Buckingham. Aplicação do teorema de Buckingham ao escoamento em tubagens e ao escoamento em torno de objectos imersos. Grupos adimensionais na Mecânica de Fluidos.

7- INTRODUÇÃO AO ESCOAMENTO EM CONDUTAS
Escoamento laminar: Equação de Poiseuille.
Escoamento turbulento: Descrição e perfil de velocidade.

8- ESCOAMENTO EM LEITOS POROSOS
Força de arrasto sobre uma esfera - velocidade terminal. Leito fixo- perda de carga. Leitos fluidizados

9- SEPARAÇÃO SÓLIDO-LÍQUIDO E SÓLIDO-GÁS
Elutriação. Filtração. Ciclones.

Bibliografia Obrigatória

Munson, Bruce R.; Fundamentals of fluid mechanics. ISBN: 0-471-17024-0

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Exposição dos conceitos e resolução de exercícios tipo nas aulas teórico-práticas com todos os alunos. Resolução de exercícios nas aulas teórico-práticas por turma, acampanhada da discussão de exercícios sugeridos para trabalho de casa.

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Descrição	Tipo	Tempo (Horas)	Peso (%)	Data Conclusão
Aulas da disciplina (estimativa)	Participação presencial	56,00
Estudo para preparação exame	Exame	30,00
Estudo para preparação mini-testes	Exame	6,00
	Total:	-	0,00

Componentes de Ocupação

Descrição	Tipo	Tempo (Horas)	Data Conclusão
Estudo durante o período lectivo	Estudo autónomo	36
	Total:	36,00

Obtenção de frequência

Terão frequência os alunos regularmente inscritos que não excedam o número de faltas conforme as normas de avaliação em vigor.

Fórmula de cálculo da classificação final

Dois minitestes: cada um com peso de 10% para a nota final. Estes mini-testes têm como função permitir aos alunos avaliar o estudo que realizaram até essa data à disciplina.
Exame final: com peso de 80% para a nota final. Este exame será estruturado de forma a medir de uma forma ponderada tanto os conhecimentos nucleares em Engenharia adquiridos pelos alunos, como os conhecimentos adquiridos sobre processos de Engenharia.
No exame de recurso a classificação será igualmente 20% para os mini-testes realizados (os alunos caso pretendam podem repetir os mini-testes, contando a classificação que obtenham nesta repetição) e 80% para o exame final.

Provas e trabalhos especiais

Os mini-testes serão realizados em plataforma informática, em sala apropriada para o efeito.

Avaliação especial (TE, DA, ...)

Segundo as normas vigentes na FEUP

Melhoria de classificação

Para melhoria de classificação os alunos poderão optar por repetir ou não os mini-testes. No caso de repetirem contará a classificação obtida nessa repetição.
1ª parte - corresponde aos mini-testes (20%);
2ª parte - corresponde ao exame final (80%).

Observações

Necessidade de data show em todas as aulas para projecção de slides.