PT
EN

Home
Disciplina detalhes

Mecânica dos Fluidos

Detalhes do curso

Conhecimentos de Base Recomendados

-
Objetivos

Os estudantes devem conhecer e dominar os principais conceitos da mecânica dos fluidos para responder às solicitações mais comuns em engenharia.
O estudante sabe:
- Reconhecer a importância e as dificuldades da mecânica dos fluidos
- Definir viscosidade dinâmica, escrever as unidades e explicar formas de a medir
- Descrever a diferença entre fluidos newtonianos e não-newtonianos
- Aplicar a equação fundamental da hidrostática em manómetros
- Enunciar e aplicar o princípio de conservação de massa e de energia
- Calcular as perdas de energia nos circuitos para escoamento de fluidos
- Analisar e conceber circuitos para escoamento de fluidos
- Descrever o funcionamento das máquinas que trocam energia com fluidos
- Caracterizar o ponto de funcionamento de bombas e ventiladores nos circuitos de fluidos
- Escolher as máquinas movidas mais adequadas para as instalações
- Aplicar a teoria da semelhança das turbomáquinas
- Analisar as condições de ocorrência de cavitação em bombas
Métodos de Ensino

Aulas teórico-práticas:
Método expositivo participado (apoiado em audiovisuais para apresentação dos conteúdos, filmes ilustrativos dos fenómenos físicos e enunciados exercícios) complementado com o método demonstrativo (com resolução de problemas práticos) e a metodologia de aprendizagem ativa baseada na análise e resolução de problemas práticos. Para o estudo autónomo são disponibilizadas duas séries de
problemas, para resolução individual ou em grupo, com possibilidade de terem apoio.
Aulas laboratoriais:
Método experimental (sete ensaios laboratoriais sobre os assuntos abordados nas aulas teórico-práticas com elaboração de relatório em grupo). São disponibilizados protocolos dos ensaios, onde constam os fundamentos teóricos do trabalho, a descrição dos esquipamentos e o procedimento experimental, assim como vídeos com os procedimentos a seguir. O trabalho é feito pelo grupo numa hora, sendo o relatório elaborado fora da aula. Os relatórios são devolvidos se tiverem incorreções.
Estágio(s)

Não
Programa

1) Conceitos introdutórios
Importância da mecânica dos fluidos; Propriedades dos fluidos
2) Viscosidade
Fluidos newtonianos e não-newtonianos; Influência da temperatura; Medição da viscosidade
3) Manometria
Escalas de pressão; Relação pressão-elevação; Manómetros
4) Escoamento de fluidos, a equação de Bernoulli e de energia
Equação da continuidade; Equação de Bernoulli; Equação de energia; Potência e rendimento
5) Regimes do escoamento e perdas de energia
Escoamento laminar e turbulento; Número de Reynolds; Perdas por atrito e localizadas; Perfis de velocidade
6) Escoamento viscoso em condutas
Sistemas de condutas série/paralelo; Curva da instalação
7) Máquinas que trocam energia com fluidos
Tipos de máquinas
8) Funcionamento e seleção de bombas e ventiladores
Curvas características; Parâmetros adimensionais; Semelhança; Seleção; Associação; Altura útil de aspiração
9) Sistemas de condutas de distribuição de ar
Componentes dos sistemas; Análise e desenho de sistemas
Demonstração de conteúdos

1)Conceitos introdutórios
Reconhecer a importância e as dificuldades
2)Viscosidade
Definir viscosidade dinâmica, escrever unidades e explicar formas de a medir
Descrever a diferença entre fluidos newtonianos e não-newtonianos
3)Manometria
Aplicar a equação da hidrostática
4)Escoamento de fluidos, equação de Bernoulli
Enunciar e aplicar o princípio de conservação de massa e de energia
5)Regimes do escoamento e perdas
Calcular as perdas de energia nos circuitos para escoamento de fluidos
6)Escoamento viscoso em condutas
Analisar e conceber circuitos para escoamento de fluidos
7)Máquinas que trocam energia com fluidos
Descrever o funcionamento das máquinas
8)Funcionamento e seleção de bombas e ventiladores
Caracterizar o ponto de funcionamento
Escolher as máquinas adequadas
Aplicar a teoria da semelhança
Analisar as condições de ocorrência de cavitação
9)Sistemas de condutas de distribuição de ar
Analisar e conceber circuitos
Escolher as máquinas adequadas
Demonstração da metodologia

Os estudantes contactam pela primeira vez com os conteúdos de mecânica dos fluidos nesta unidade curricular, pelo que interessa apresentar-lhes os conteúdos teóricos antes de os envolver no trabalho de resolução de problemas práticos mais elaborados, apesar de serem introduzidos problemas demonstrativos de aplicação direta dos conceitos após a abordagem de cada novo conteúdo.
A participação ativa dos estudantes é importante para a aquisição dos objetivos de aprendizagem, pelo que é fundamental o estímulo contínuo através do diálogo interrogativo, da apresentação de exemplos práticos que conheçam do seu dia-a-dia, estabelecendo ligações ao ambiente industrial e dos edifícios que possam ser do seu interesse, fazendo sempre a ligação com os problemas práticos que são propostos e resolvidos. A resolução de problemas práticos, realizando um enquadramento prévio a uma situação real, facilita o interesse do estudante e dinamiza a vontade de perceber a função dos diversos componentes, dos fenómenos em causa e de como se podem modelar. Apesar de ser uma unidade curricular de base, procura-se sempre uma ligação a aplicações reais, para demonstrar a utilidade do que está a aprender e, deste modo, despertar o interesse do estudante.
A avaliação escrita, apesar de estar fortemente ligada com os testes e/ou exames, é baseada em questões que cobrem todos os tópicos abordados e que se resolvem com as metodologias apresentadas e treinadas durante as aulas, permitindo validar individualmente as competências adquiridas durante as aulas e estudo autónomo de cada um dos estudantes.
As aulas práticas-laboratoriais requerem uma preparação prévia, que os habilita para uma participação ativa durante os ensaios, já que visualizaram o equipamento, observaram como se opera e como se recolhem os dados. Faz-se a sugestão de haver rotatividade do líder do grupo com o objetivo de desenvolver as competências de liderança e de comunicação de todos os elementos do grupo.
A utilização da plataforma Moodle para submissão dos relatórios no formato .pdf, mas elaborados em Word, em que se solicita também o desenvolvimento e submissão de uma folha de cálculo Excel com os cálculos necessários para o relatório, reforça as competências nas áreas das TIC.
Os objetivos de aprendizagem referidos são atingidos pelos estudantes que seguem e cumprem com dedicação e empenho o plano de trabalho proposto na unidade curricular, ficando as competências adequadas ao desenvolvimento das atividades de engenharia nestas áreas.
Docente(s) responsável(eis)

-
Bibliografia

- Robert L. Mott ; Joseph A. Untener; Applied Fluid Mechanics, 7th Edition, Pearson Education Limited, 2016. ISBN: 978-1-292-01961-1
- Luís Adriano Oliveira ; António Gameiro Lopes; Mecânica dos Fluidos, 5ª Edição, LIDEL - Edições Técnicas, Lda, 2016. ISBN: 978-989-752-221-5
- Frank M. White; Mecânica dos Fluidos, 8ª Edição, Mc Graw-Hill, 2018. ISBN: 9788580556063
- Cengel, Yunus A. ; Cimbala, John M.; Mecânica dos Fluidos - Fundamentos e Aplicações, Mc Graw-Hill, 2015. ISBN: 9788580554908
- Elementos de estudo desenvolvidos pelo responsável da UC (PowerPoint com todos os conteúdos, problemas propostos com solução ou totalmente resolvidos, protocolos dos ensaios laboratoriais e minutas dos relatórios, resoluções de avaliações escritas de anos anteriores).

Código

LTE21112-S-0-6
Modo de Ensino

PRESENCIAL
ECTS

6.0
Duração

Semestral
Horas

15h Práticas e Laboratórios
60h Teórico-Práticas

Conteúdo atualizado em 21/03/2025 15:46