Mecânica dos Fluidos

Engenharia Mecânica
5 ECTS; 2º Ano, 2º Semestre, 15,0 T + 15,0 PL + 30,0 TP + 3,50 OT

Docente(s)
- Diogo Gomes Almeida Chambel Lopes

Pré-requisitos
Não aplicável.

Objetivos
É apresentada uma abordagem inicial da Mecânica dos Fluidos, sob o ponto de vista da Eng. Mecânica, e os exemplos de aplicação abordam problemas encontrados pelos Eng. Mecânicos no seu trabalho.
Pretende-se relembrar e uniformizar noções anteriores, fornecendo uma base sólida para disciplinas subsequentes.

Programa
1. Introdução.
1.1 Dimensões e unidades.
1.2 Densidade, volume específico.
1.3 Viscosidade.
1.4 Compressibilidade.
1.5 Pressão de vapor.
1.6 Tensão superficial e capilaridade.

2. Hidrostática.
2.1 Pressões absolutas e relativas.
2.2 Pressão hidrostática.
2.3 Medição de pressão.
2.5 Forças hidrostáticas sobre superfícies planas.
2.6 Forças hidrostáticas sobre superfícies curvas.
2.7 Impulsão hidrostática.

3. Dinâmica de fluidos e a equação de Bernoulli.
3.1 Equação de Bernoulli.
3.2 Pressão estática, dinâmica e total.
3.3 Linha piezométrica e linha de energia.
3.4 Exemplos de aplicação.
3.5 Limitações da equação de Bernoulli.

4. Cinemática de fluidos.
4.1 Campo de velocidades.
4.2 Linhas de trajetória, de emissão e de corrente.
4.3 Campo de acelerações.
4.4 Sistemas e volumes de controlo.
4.5 Teorema de transporte de Reynolds.
4.6 Equação da continuidade.
4.7 Equação de transporte de momento linear.

5 Análise dimensional e Semelhança.
5.1 Análise dimensional.
5.2 Teorema de Buckingham Pi.
5.3 Calculo dos grupos Pi.

6 Escoamentos em tubagens.
6.1 Características gerais.
6.2 Regimes laminar e turbulento.
6.3 Análise dimensional de escoamentos em tubagens.
6.4 Exemplos de aplicação.
6.5 Medição de caudal.

7. Análise diferencial de escoamentos.
7.1 Conservação de massa.
7.2 Conservação de momento linear.
7.3 Escoamentos não viscosos.
7.4 Escoamentos viscosos e as equações de Navier-Stokes.

Metodologia de avaliação
Duas frequências (40% + 40%) ou exame (80% da nota final).
Um ou dois trabalhos práticos (20% da nota final).
Para aprovação é necessário obter uma nota mínima de 10 valores.

Bibliografia
- Rothmayer, A. e Huebsch, W. e Okiishi, T. e Munson, B. (2013). Fundamentals of Fluid Mechanics. EUA: Wiley

Método de interação
Aulas teóricas, teorico-práticas e de prática laboratorial.

Software utilizado nas aulas
Não aplicável.