Mecânica de Fluidos

Código:

EQ0070

Sigla:

MF

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

Ocorrência: 2015/2016 - 1S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Departamento de Engenharia Química
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	120	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 de escoamentos de fluidos em tubagens e de fluidos em torno de objectos.

Resultados de aprendizagem e competências

Conhecimentos adquiridos que permitam:

-  analisar do ponto de vista hidrodinâmico e energético uma instalação de transporte de fluidos;

- analisar as forças envolvidas no escoamento de fluidos em torno de objectos.

Modo de trabalho

Presencial

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 em 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

Designação	Peso (%)
Exame	50,00
Teste	50,00
Total:	100,00

Obtenção de frequência

Assiduidade às aulas, de acordo com os regulamentos em vigor.

Fórmula de cálculo da classificação final

A avaliação da unidade curricular consistirá na realização de dois testes ou de um exame final.

Teste 1 - A realizar em novembro (data a ser anunciada atempadamente nas aulas e/ou envio de email dinâmico no SiFEUP).

Teste 2 - Teste sobre os conteúdos não abrangidos pelo Teste 1, a realizar pelos estudantes que obtiveram classificação igual ou superior a 8 valores no Teste 1. O Teste 2 será realizado na mesma data do exame da época normal.

A classificação final (CF) será calculada por:

CF = (NT1 + NT2)/2

em que NT1 e NT2 representam as classificações dos Testes 1 e 2, respetivamente (escala 0-20 valores).

Caso a classificação obtida no Teste 1 seja inferior a 8 valores, em vez do Teste 2 será realizado o exame da época normal, que englobará toda a matéria lecionada. Neste caso a classificação final será a classificação obtida no exame final da época normal.
 
Aos estudantes com classificação obtida no Teste 1 superior a 8 valores, é dada a opção de realizarem o exame de época normal em vez do Teste 2, cobrindo toda a matéria lecionada na unidade curricular. Neste caso a classificação final será a classificação obtida no exame final da época normal.

O exame na época de recurso engloba todos os conteúdos lecionados nesta unidade curricular.

Provas e trabalhos especiais

Não há

Avaliação especial (TE, DA, ...)

Exame final (100%).

Melhoria de classificação

Exame final (100%).