Dinâmica de Fluidos

Conhecimentos de Base Recomendados

Matemática I e  II, Física Geral I e II.

Métodos de Ensino

O ensino é ministrado em sessões teóricas e teórico-práticas (TP). Nas primeiras são apresentados os conceitos teóricos cuja aplicação será feita, através da resolução de problemas ilustrativos, nas aulas práticas.. Nas aulas TP, privilegia-se um contacto mais directo com os alunos, e estimula-se o trabalho e a discussão em grupo. O veículo principal de exposição será a apresentação em power-point, recorrendo-se também a pequenos filmes de demonstração.

Resultados de Aprendizagem

Fornecer os conceitos fundamentais de Dinâmica de Fluidos com especial enfoque nas aplicações a Engenharia Química. Os alunos deverão ser capazes de entender o comportamento e propriedades dos fluidos, de aplicar as equações (sobretudo a uma dimensão) da conservação da massa, energia e quantidade de movimento envolvendo fluidos Newtonianos, mormente incompreensíveis; medição de caudais; escoamentos em condutas, incluindo perdas de energia, bem como determinar as necessidades de bombagem. Os estudantes deverão manipular facilmente diferentes sistemas de unidades e resolver problemas  com base nos conceitos de análise dimensional. Os fundamentos sobre camada limite e fluid drag permitirão o cálculo das forças e coeficientes de arrasto de objectos de formas mais comuns no seio de fluidos. O aluno deverá desenvolver capacidades para acompanhar e relacionar os vários temas de forma autónoma, bem como integrar conhecimentos para  formular e resolver problemas.

Estágio(s)

Não

Programa

Introdução à Dinâmica de Fluidos. Conceito de fluido e de viscosidade. Caracterização reológica.

Estática de fluidos: aplicações a manometria.

Dinâmica de fluidos: equação da continuidade; linhas de corrente; equação de Bernoulli: aplicações a medidores de caudal; equação da conservação energia; escoamento em condutas; número de Reynolds; perfil de velocidades em regime laminar e turbulento; comprimento de entrada hidrodinâmico; perdas de carga por atrito e em acidentes; equação de Darcy-Fanning; equação de Hagen-Poiseuille; equação de Blasius, diagrama de Moody; comprimento equivalente.

Equação da conservação da quantidade de movimento.

Análise dimensional, semelhança e modelos.

Projecto de bombas centrifugas: “Altura da bomba” ; Velocidade específica; cavitação e NPSH; semelhanças.

Movimento de fluidos em torno de corpos imersos: atrito superficial e atrito de forma; impulsão;

Lei de Stokes.

Introdução ao estudo da camada limite hidrodinâmica: regime laminar, turbulento e espessura.

Docente(s) responsável(eis)

Maria Margarida Lopes Figueiredo

Métodos de Avaliação

Avaliação
Há duas modalidades de avaliação: ao longo do semestre e por exame final. Avaliação ao longo do semestre consiste em duas frequências. Para dispensa de exame, é necessário uma classificação global superior a 9,5 valores (em 20) e um mínimo de 8 valores (em 20) em cada uma. O exame final escrito tem um peso de 100%. A classificação obtida ao longo do semestre (se positiva) é garantida no exame.: 100.0%

Bibliografia

Massey, B.S.; Ward-Smith, J. Mechanics of Fluids. 8th ed, Taylor & Francis, London, 2006, ou a tradução: Guedes de Carvalho, J.R. Mecânica de Fluidos. Fundação Calouste Gulbenkian, Lisboa, 2002.

Munson, B.; Okiishi, T.; Huebsch, W.; Rothmayer, A. Fundamentals of Fluid Mechanics. 7th ed., John Wiley & Sons, N.Y. 2013

Wilkes, J.O. Fluid Mechanics for Chemical Engineers. 2^nd ed. Prentice Hall, 2005

Multi-Media Fluid Mechanics, CD-Rom, Cambridge University Press

Bird, R.B.; Stewart, W.E.; Lightfoot, E. N. Transport Phenomena. 2^nd ed., J Wiley & Sons, 2002.