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Área Científica: Tecnologia dos Processos Químicos
Ano: 3º
Semestre: 1
Créditos: 6 ECTS
Horas de contacto: 30 T, 28 PL, 2 S, 20 OT

Objectivos/Competências adquiridas:

O objectivo desta disciplina é apresentar os princípios e métodos de análise de fluidos simples (monofásicos). Pretende-se que os alunos adquiram conhecimentos em áreas como a estática de fluidos, a cinemática e a dinâmica de fluidos, e sejam capazes de realizar balanços de conservação da massa, energia e quantidade de movimento. Pretende-se ainda, que saibam aplicar estes conceitos ao escoamento de fluidos em tubagens. No final da unidade curricular o aluno deve ser capaz de: calcular algebricamente a pressão em qualquer ponto de um fluido; determinar a pressão em qualquer ponto de um fluido recorrendo a manómetros; determinar a força resultante exercida por fluidos sobre superfícies planas e curvilíneas, bem como o respectivo centro de pressões; deduzir/visualizar o campo de escoamento de fluidos em movimento; calcular caudais; aplicar a Equação de Bernoulli a situações de escoamento de fluidos incompressíveis em estado estacionário, nomeadamente a medidores de caudal; determinar forças exercidas sobre uma dada zona de um equipamento (ex. cotovelos); calcular o trabalho ao veio de equipamentos, tais como turbinas e compressores; determinar linhas de energia de modo a detectar problemas nas instalações; analisar e correlacionar dados experimentais usando a Análise Dimensional.

Conteúdo da unidade curricular:

I) Introdução: propriedades físicas dos fluidos, conceito de viscosidade;
II) Hidrostática: equação fundamental da hidrostática, fluidos incompressíveis e compressíveis, manómetros, forças exercidas em tanques e comportas, componentes da força em superfícies curvas;
III) Cinemática do escoamento de fluidos;
IV) Equação de Bernoulli: Equação de Bernoulli ao longo de uma linha de corrente, Equação de Bernoulli na direcção normal a uma linha de corrente, aplicações da equação de Bernoulli (equação da continuidade; velocidade de descarga /teorema de Torricelli; medidores de caudais; descarregadores);
V) Análise integral em volumes de controlo finitos: Teorema de Transporte de Reynolds generalizado, Conservação de Massa – Equação da Continuidade, Equação da Quantidade de Movimento, Equação da Energia (Estrangulamento Adiabático, Turbinas e Compressores);
VI) Escoamento em tubagens: perdas de carga em tubagens – Gráfico de Moody, características das tubagens, perdas de carga localizadas, perdas de carga em tubagens não circulares, perdas de carga em tubagens múltiplas, Linhas de Energia;
VII) Análise dimensional;
VII) Escoamento laminar e turbulento de fluidos não-newtonianos.

Bibliografia recomendada:

J. A. Roberson and C. T. Crowe, 1997, Engineering fluid mechanics, sixth edition, John Wiley & Sons, Inc. (Eds.);
B. S. Massey, 2002, Mecânica dos Fluidos, Tradução de J.R. Guedes de Carvalho, Fundação Calouste Gulbenkian (Eds.);
V.L.Streeter e E. B. Wylie, 1982, Mecânica dos Fluidos, 7ª Edição, McGraw Hill (Eds.);


T = teóricas; TP = teórico-práticas; PL = ensino prático e laboratorial; TC = trabalho de campo; S = seminário; E = estágio; OT = orientação tutória;