Mecânica de Fluidos

Cód.: FIS13045L

6 ECTS

Duração: 15 semanas/156 horas

Área Científica: Engenharia Mecânica

Língua(s) de lecionação: Português

Língua(s) de apoio tutorial: Português

Regime de Frequência: Presencial

Objetivos de Desenvolvimento Sustentável

Educação de qualidade - Assegurar a educação inclusiva, e equitativa e de qualidade, e promover oportunidades de aprendizagem ao longo da vida para todos.

Objetivos de Aprendizagem

Esta Unidade Curricular visa apresentar os princípios físicos da Mecânica de Fluidos. Pretende desenvolver-se competências e intuição do ponto de vista teórico para a compreensão dos fenómenos físicos e do ponto de vista prático para a resolução de problemas aplicados. É objetivo principal desta UC a apreensão dos conceitos, princípios, leis, observações e modelos de fluidos em repouso e em movimento. Tal visa fornecer a base para entender o comportamento do fluido e para o projeto em engenharia de sistemas de fluidos. No final desta UC, o aluno deverá ter adquirido competências na formulação de balanços de massa, energia e quantidade de movimento linear e angular para determinar interações resultantes de fluxos em sistemas projetados e naturais. Adicionalmente, o aluno deverá aprender a utilização de novas metodologias para a resolução de problemas práticos, articular o conhecimento científico e tecnológico numa perspetiva interdisciplinar, trabalhando individualmente e em grupo.

Conteúdos Programáticos

1. Conceitos introdutórios: conceito de fluido, hipótese de meio contínuo, propriedades dos fluidos.
2. Estática de fluidos: equação fundamental da hidrostática, distribuição de pressão hidrostática, impulsão, princípio de Arquimedes, equilíbrio e estabilidade de corpos imersos.
3. Cinemática de fluidos: campo de velocidades, descrição de Euler e Lagrange, linha de corrente, trajetória e aceleração de uma partícula de fluido.
4. Dinâmica de fluidos: volume de controlo, equação de transporte para variável geral, teorema transporte de Reynolds. Equações de balanço de massa, quantidade de movimento linear e angular e energia na forma integral.
5. Equações da continuidade, Navier-Stokes, e energia na forma diferencial.
6. Soluções simples das Equações de Navier-Stokes.
7. Análise dimensional e semelhança. Teorema Pi. Semelhança física e ensaios com modelos.
8. Escoamento de fluido incompressível em tubos: regime do escoamento, diagrama de Moody, perdas de carga em sistemas de tubos

Métodos de Ensino

A unidade curricular é ministrada através de aulas teóricas, de aulas teórico-práticas e de aulas prático-laboratoriais. Nas aulas teóricas são apresentados os conceitos e princípios das diferentes matérias abordadas. As aulas teórico-práticas são utilizadas para consolidar os conhecimentos dos alunos através da aplicação prática dos diferentes conceitos abordados ao longo da unidade curricular. As aulas prático-laboratoriais são dedicadas à realização de experiências laboratoriais.

Avaliação

Avaliação contínua ou por exame final, de acordo com o Regulamento Académico da Universidade de Évora.
Os elementos de avaliação são classificados utilizando o intervalo [0,20].
São os seguintes os elementos de Avaliação:
[RL] Relatório Laboratorial (30%).
[T1] Teste 1 (35%).
[T2] Teste 2 (35%).
[E] Exame final (70%).
O aluno poderá escolher 1 de 2 possíveis regimes de Avaliação, em que a Nota Final [NF] é calculada da seguinte forma:
i) AVALIAÇÃO CONTÍNUA: NF = RL*0,3 + T1*0,35 +T2*0,35
Se NF>= 9,5 e RL>= 9,5 e T1>= 8,0 e T2>= 8,0 então Aluno Aprovado
ii) AVALIAÇÃO FINAL: NF = RL*0,3 + E*0,70 Se NF>= 9,5 e RL>= 9,5 e E>= 9,5 então Aluno Aprovado.

Bibliografia

Bibliografia principal / Main bibliography:

[1] Frank M. White, Fluid Mechanics, 8th Edition, McGraw-Hill (2016)
[2] Fox and McDonald, Introduction to Fluid Mechanics, 10th Edition, Wiley (2020)

Bibliografia secundária / Secondary bibliography:

[3] R. C. Hibbeler, Fluid Mechanics, 2nd Edition, Pearson (2021)
[4] L. A. Oliveira e A. G. Lopes, Mecânica dos Fluidos, 5ª Edição, Lidel (2016)