Dinâmica de Fluidos
2
2023-2024
01007126
Engenharia Química
Português
Presencial
Semestral
6.0
Obrigatória
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)
NãoPrograma
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.