Dinâmica de Fluidos

Ano
3
Ano lectivo
2022-2023
Código
01007126
Área Científica
Engenharia Química
Língua de Ensino
Português
Modo de Ensino
Presencial
Duração
Semestral
Créditos ECTS
6.0
Tipo
Opcional
Nível
1º Ciclo - Licenciatura

Conhecimentos de Base Recomendados

Análise Matemática I, II e III, Física I.

Métodos de Ensino

O ensino é ministrado em aulas teóricas e teórico-práticas (TP). Nas primeiras são apresentados os conceitos teóricos cuja aplicação é feita nas aulas TP com a resolução de problemas ilustrativos. Nestas, privilegia-se um contacto mais directo com os alunos, e estimula-se o trabalho e a discussão em grupo. Utiliza-se a apresentação em power-point, recorre-se a pequenos filmes de exemplificativos e a algumas aulas de demonstração laboratorial. As aulas laboratoriais referentes à maioria dos assuntos estão concentradas na u.c. Laboratórios de Engenharia Química I.

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 equações (sobretudo a uma dimensão) da conservação da massa, energia e quantidade de movimento envolvendo fluidos (sendo feita uma breve referência ao comportamento de fluido compressíveis); 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 permitam o cálculo de 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

Conceito de fluido e de viscosidade. Caracterização reológica.

Estática de fluidos: aplicações a manometria.

Dinâmica de fluidos: eq. da continuidade; linhas de corrente; eq. de Bernoulli: aplicações a medidores de caudal; eq. 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. Fluidos compressíveis e compressores.

Eq. 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)

Rui Carlos Cardoso Martins

Métodos de Avaliação

Avaliação
Frequência: 100.0%

Bibliografia

Massey, B.S.; Ward-Smith, J. Mechanics of Fluids. 9th ed, Taylor & Francis, London, 2012, 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. 8th ed., John Wiley & Sons, N.Y. 2019

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

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

Campos, J. M. Mecânica dos Fluidos em Operações Unitárias. 1ª Edição, U. Porto Edições, Porto, 2017

Bird, R.B.; Stewart, W.E.; Lightfoot, E. N. Transport Phenomena. 3rd ed.. J Wiley & Sons, 2019.