Objetivos e Competências
Compreender os conceitos de: pressão num fluído e propriedades dos fluidos (massa específica, densidade, viscosidade).
Calcular forças de pressão em superfícies submersas.
Compreender os conceitos fundamentais sobre o comportamento de fluidos em situações de fluxo.
Calcular tubagens e requisitos energéticos para o transporte de fluidos (Newtonianos e Não-Newtonianos).
Analisar o comportamento reológico dos fluidos e os efeitos dos diferentes tipos de comportamento reológico.
Selecionar a bomba mais adequada para o transporte de um fluído numa dada instalação.
Calcular a descarga de um fluido em canal aberto em regime estacionário uniforme.
Medição de propriedades dos fluidos: viscosidades e massas específicas. Medição de caudais. Medição de perdas de carga.
Metodologias de ensino
A disciplina está estruturada em aulas teóricas, teórico-práticas, práticas de laboratório, e de orientação tutorial.
Nas aulas teóricas é apresentada a teoria e nas aulas teórico-práticas é explicada a metodologia de resolução de alguns problemas típicos e os alunos resolvem problemas de cálculo, com o objectivo de consolidar e aplicar os conhecimentos.
Nas aulas práticas de laboratório os alunos executam 2 trabalhos. Nestas aulas os alunos têm oportunidade de observar e quantificar fenómenos explicados na teoria e analisar resultados experimentais.
Nas aulas de orientação tutorial os alunos esclarecem dúvidas de exercícios recomendados pelo professor.
Conteúdos programáticos
- Introdução à Mecânica dos Fluídos: Propriedades dos fluídos: densidade, viscosidade, comportamento e métodos de quantificação; Equipamento de medida de pressão.
- Hidrostática: Equação fundamental da estática de fluídos; Forças de pressão em superfícies submersas horizontais, rectangulares inclinadas e curvas; Princípio de Arquimedes.
- Fluxo não-viscoso e a equação de Bernoulli: Noção de perfis de velocidade; Número de Reynolds; Caudal de um fluído; Equação da continuidade; Equação de Bernoulli; Aplicações: tubagens, medidores de caudal (Venturi, Pitot, orifício), escoamento de tanques.
- Fluxo viscoso: Perdas e ganhos de carga em sistemas reais; Equação geral de energia; Perdas de carga por viscosidade e localizadas; Cálculo de tubagens para fluídos incompressíveis e Newtonianos.
- Aplicação e seleção de bombas: Tipos e princípio de funcionamento; Curvas características; Cavitação e NPSH.
- Escoamento em canal aberto: Raio hidráulico; Escoamento uniforme; Equação de Manning.
