Universidade Lusófona do Porto

Mecânica dos Fluidos

Curso

Ciências de Engenharia Aeroespacial

Grau|Semestres|ECTS

Licenciatura | Semestral | 5

Ano | Tipo de unidade curricular | Lingua

2 |Obrigatório |Português

Total de horas de Trabalho | Tempo de Contacto (horas)

135 | 60

Código

ULP1393-946

Disciplinas complementares recomendadas

Não aplicável

Modalidade de Ensino

Face-a-face

Precedências

Não

Estágio profissional

Não

Conteúdos Programáticos

Introdução. Âmbito e relevância da Mecânica dos Fluidos.
Conceitos e propriedades dos fluidos. Lei de Newton da viscosidade. Escoamento de Couette.
Estática dos fluidos. Equilíbrio de um elemento de fluido. Equação fundamental da hidrostática. Manometria. Forças em superfícies imersas. Impulsão.
Cinemática dos fluidos. Descrição lagrangeana e euleriana dos escoamentos. Caudal e velocidade média.
Introdução à dinâmica dos fluidos. Equação de Bernoulli. Tubos de Pitot e de Venturi. Medição da velocidade e do caudal.
Equações de conservação da massa, energia e quantidade de movimento.
Análise dimensional e semelhança. Teorema dos ¿Pi¿ de Buckingham. Grupos adimensionais. Semelhança e modelação.
Escoamentos interiores. Regimes de escoamento. Escoamento de Hagen-Poiseuille. Cálculo de perdas de carga em tubagens e acessórios. Dimensionamento das instalações.
Bombas e ventiladores. Curvas características. Ponto de funcionamento.
Escoamentos exteriores.

Objetivos

- Compreender os conceitos básicos da Mecânica dos Fluidos.
- Analisar o comportamento dos fluidos em repouso e em escoamento com base nas leis fundamentais da Mecânica.
- Reconhecer a importância da análise dimensional na análise de problemas de engenharia.
- Conhecer métodos e instrumentos de medição em Mecânica dos Fluidos, nomeadamente pressão, velocidade e caudal.
- Adquirir os conhecimentos necessários para a análise e resolução de problemas de engenharia no âmbito da Mecânica dos Fluidos.

Conhecimentos, capacidades e competências a adquirir

No final desta UC, o estudante deve ter adquirido conhecimentos que o habilite a:
- Caracterizar os fluidos a partir das suas propriedades.
- Analisar as consequências dos efeitos viscosos nos escoamentos.
- Aplicar os princípios da hidrostática ao cálculo de forças de pressão em superfícies submersas e à manometria.
- Aplicar a equação de Bernoulli ao estudo de escoamentos invíscidos e compreender as suas limitações.
- Utilizar métodos e instrumentos para a medição de pressão, velocidade e caudal.
- Reconhecer as várias formas de energia e aplicar o conceito de eficiência energética.
- Determinar forças em escoamentos com base na equação de conservação da quantidade de movimento.
- Aplicar os princípios da análise dimensional e da semelhança à criação de modelos e transposição de resultados.
- Aplicar a equação da energia ao cálculo da potência debitada por turbinas e à requerida para bombagem.
- Calcular perdas de carga
- Determinar forças de arrasto e de sustentação

Metodologias de ensino e avaliação

METODOLOGIA DE ENSINO: visa-se incentivar a participação e restituir a iniciativa do aluno no processo educativo da sua própria formação. A estrutura das sessões é dividida em sessões teóricas, utilizando o método expositivo e interativo, ou ainda, apresentação de assuntos por audiovisuais e sessões práticas, onde os estudantes são confrontados com problemas / situações, a realizar individualmente ou em grupo, com a ajuda do professor, onde poderão aplicar os conhecimentos adquiridos. A relação aluno/docente torna-se bastante mais favorável nestas sessões uma vez que se encontram reunidas as condições adequadas para uma maior participação em aula, permitindo e estimulando uma maior aproximação entre docente e estudantes.
AVALIAÇÃO: Semestral, de incidência contínua ou por exame final, de acordo com o Regulamento de Avaliação de Conhecimentos da ULP.

Bibliografia principal

White, F.M. (1999). Mecânica dos Fluidos, trad. José Carlos César Amorim, Nelson Manzanares Filho, Waldir de Oliveira - 3ª ed., McGraw-Hill, Rio de Janeiro. ISBN 85-86804-24-X.
Oliveira, L.A., Lopes, A.G. (2006). Mecânica dos fluidos, Edições técnicas e profissionais, Lisboa. ISBN-13: 978-972-8480-13-4.
Çengel, Y.A., Turner, R.H., Cimbala, J.M. (2012). Fundamentals of Thermal-Fluid Sciences, 4ª ed., McGraw-Hill. ISBN: 0073380202.
Massey, B.S. (2002). Mecânica dos fluidos, trad. J. R. Guedes de Carvalho, Fundação Calouste Gulbenkian, Lisboa.
Novais-Barbosa, J. (1985). Mecânica dos Fluidos e Hidráulica Geral, 1º e 2º Volumes, Porto Editora, Porto, Portugal.
Santos, A.S. (2015). Folhetos dos diapositivos das aulas teóricas e enunciados de problemas.