Mecânica de Fluidos (Fluid Mecanics)
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Código: 1428
Responsável: Maria do Rosário da Conceição Cameira
Outros docentes:
Curso: 2º ciclo - Engenharia do Ambiente
Ramo: todos

1. Horas de contacto:

2. Objectivos:

Preparar os alunos para:
- o dimensionamento de estruturas de armazenamento e transporte (reservatórios, tanques de sedimentação, sistemas de tubagens sob pressão e canais) de águas limpas e de águas residuais de origem agrícola;
- a escolha do sistema de bombagem mais eficiente para aplicação, em diferentes condições, a águas limpas e águas residuais de origem agrícola;
- o calculo do transporte de fluidos em meios porosos (solo), de modo a poderem estimar tempos de chagada de contaminantes até às águas subterrâneas.

3. Programa:

1. Propriedades físicas dos fluidos: temperatura, massa volúmica, energia interna, cinética e potencial, compressibilidade, viscosidade e tensão superficial; campos de velocidades e de pressões. Técnicas de análise mais usadas em mecânica de fluidos.
2. Estática de fluidos: Pressão hidrostática; princípio fundamental da hidrostática; distribuição de pressões num fluido em repouso; medição de pressões; forças hidrostáticas exercidas sobre superfícies verticais submersas: dimensionamento de reservatórios; Forças exercidas sobre objectos, total ou parcialmente imersos: Teorema de Arquimedes, Impulsão
3. Cinemática de fluidos: campos de escoamento. Classificação espacial e temporal dos escoamentos.
4. Dinâmica de fluidos: Conceitos base: tubo de fluxo, secção recta do escoamento, caudal, velocidade da secção recta de escoamento. Teoremas fundamentais da dinâmica de fluidos ideais em regime permanente: equação da continuidade, teorema de Euler; Teorema de Bernoulli;
5. Escoamentos sob pressão: Leis de resistência dos escoamentos uniformes; Perdas de carga contínuas e localizadas. Tubos em série e em paralelo; ramificações. Altura manométrica. Potência do escoamento. Rendimento. Aplicação aos fluidos Newtonianos e não Newtonianos
6. Turbomáquinas: características das bombas; diagrama de funcionamento das bombas e das instalações; ponto de funcionamento; bombas instaladas em série e em paralelo.
7. Escoamento em superfície livre: Escoamentos uniformes; Noções sobre regolfo com caudal constante e ressalto hidráulico. Dimensionamento de secções transversais de canais. Regime de escoamento crítico, fluvial e torrencial.
8. Transporte sólido - Separação sólido-líquido. Movimento de partículas em fluidos: considerações gerais; sedimentação por gravidade em fluidos com baixas concentrações; sedimentação por gravidade em fluidos com elevadas concentrações; sedimentação com centrifugação; dimensionamento de tanques de sedimentação para tratamento primário de águas residuais.
9. Escoamento em meios porosos. Características dos meios porosos; Água no solo: massa e energia; propriedades hidrodinâmicas do solo (curva de retenção e curva da condutividade hidráulica); fluxo hidráulico; movimento de água no solo em regime saturado: Lei de Darcy; movimento de água no solo em regime permanente e não saturado: equação de Darcy-Buckingham; movimento de água no solo em regime variável e não saturado: equação de Richards.

4. Bibliografia:

Bibliografia Principal

• Quintela, António. 2000. Hidráulica. Fundação Calouste Gulbenkian, Lisboa
• Svarovsky, Ladislav. 2000. Solid-liquid separation. Butterworth-Heinemann, Oxford
• Kutílek, Miroslav e Nielsen, Donald. 1994. Soil Hydrology. GeoEcology textbook
• Apontamentos específicos elaborados para a disciplina

Bibliografia Complementar

• White, Frank. 1999. Mecânica de Fluidos. McGraw Hill Hillel, Daniel. 1980.
• Soil physics. Académic Press

5. Avaliação:

Frequência: (à excepção dos Estudantes Trabalhadores): presença em 75 % das aulas TP Avaliação: a) Avaliação contínua ou b) Exame fina
a) 2 testes ao longo do semestre. Cada teste é composto por uma parte teórica (6 valores) e por uma parte prática (14 valores). Nota minima requerida em cada teste: 8 valores. A nota final à UC corresponderá à média dos dois testes. Aprovação com nota final for igual ou superior a 10 valores
b) para alunos que não tenha realizado a) ou não tenham obtido a nota mínima. O exame final realizado sem consulta e com duração de 2.5 h. Será composto por uma parte teórica (6 valores) e por uma parte prática (14 valores). O aluno obterá aprovação à UC se a nota do exame for igual ou superior a 10 valores.

6. Estimativa total de trabalho: 168 Horas

7. Material Pedagógico para 2011/2012

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