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.
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 de Buckingham. Grupos adimensionais. Semelhança e modelação.
Escoamentos interiores: Regimes de escoamento. Cálculo de perdas de carga em tubagens e acessórios. Dimensionamento das instalações.
Bombas e ventiladores: Curvas características. Ponto de funcionamento.
Escoamentos exteriores: Noção de camada limite. Arrasto e sustentação. Velocidade terminal e sedimentação. Perfis alares.
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 Mecânica dos Fluidos no âmbito das Engenharias (Ambiente, Aeroespacial, ¿).
Conhecimentos, capacidades e competências a adquirir
No final, o estudante deverá estar habilitado 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 à análise de escoamentos ideais 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 da quantidade de movimento.
- Aplicar os princípios da análise dimensional e da semelhança à modelação.
- Aplicar a equação da energia ao cálculo da potência de turbinas e de bombas.
- Calcular perdas de carga em escoamentos e dimensionar instalações de transporte de fluidos.
- Determinar forças de arrasto e de sustentação em corpos imersos em escoamentos, incluindo em perfis alares.
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 apresentação de assuntos por meios 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, do tipo misto 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.
Santos, A.S. (2018). Folhetos dos diapositivos das aulas teóricas e enunciados de problemas.