EMENTA – Mecânica dos Fluidos

Carga Horária: 60 horas

Objetivos:

Desenvolver a habilidade para identificar e classificar os diversos escoamentos de interesse em engenharia.Aplicar formulações integral e diferencial na solução de problemas envolvendo a presença de fluidos.Aprimorar a capacidade para a solução sistemática de problemas.Aperfeiçoar a comunicação escrita através da redação de análises sobre o conteúdo da disciplina.

Ementa:

Conceitos Fundamentais; Estática dos Fluidos; Formulações Integral e Diferencial de Leis de Conservação; Escoamento Invíscido Incompressível; Análise Dimensional e Semelhança; Escoamento Interno Viscoso Incompressível.

Programa:

(08h) Conceitos Fundamentais: Escopo da Mecânica dos Fluidos; Métodos de análise; O fluido como um meio contínuo; Campos escalar, vetorial e tensorial; Linhas de tempo, de emissão, de corrente e trajetórias; Tensões cisalhantes e normais; Fluido Newtoniano e não-Newtoniano; Descrição e classificação de escoamentos.

(10h) Estática dos Fluidos: Equação básica; Variação da pressão em um fluido estático, incompressível e compressível; Manômetros; Forças e momentos sobre superfícies planas e curvas submersas.

(02h) Prova 1.

(08h) Formulação Integral para Leis de Conservação: A relação entre as derivadas do sistema e a formulação de volume de controle; Conservação da massa; Conservação da quantidade movimento linear, Conservação da energia.

(08h) Formulação Diferencial para Leis de Conservação: Conservação da massa em coordenadas cartesianas; Aceleração de uma partícula fluida em um campo de velocidade; Rotação e deformações em fluidos; Forças atuando sobre uma partícula fluida; Equação diferencial da quantidade de movimento; Equação de Navier-Stokes.

(06h) Escoamento Incompressível Invíscido: Equação da quantidade de movimento para escoamento sem atrito viscoso; Equações de Euler em coordenadas de linha de corrente; Equação de Bernoulli; Pressões estática, de estagnação e dinâmica; Aplicações e precauções no emprego da equação de Bernoulli; Relação entre a Primeira Lei da Termodinâmica e a equação de Bernoulli.

(02h) Prova 2.

(08h) Análise Dimensional e Semelhança: Natureza da análise dimensional; Teorema dos Pi de Buckingham; Determinação de grupos adimensionais; Grupos adimensionais de importância em Mecânica dos Fluidos; Semelhança de escoamentos e estudos de modelos; Semelhança incompleta.

(14h) Escoamento Interno Viscoso Incompressível: Escoamento laminar plenamente desenvolvido entre placas planas infinitas e em tubos; Distribuição de tensão de cisalhamento no escoamento plenamente desenvolvido; Perfis de velocidade em escoamento turbulento plenamente desenvolvido; Considerações de energia no escoamento em tubos – coeficiente de energia cinética e perda de carga; Cálculo de perda de carga – perdas distribuídas, fator de atrito; perdas localizadas, dutos não-circulares; Solução de problemas de escoamentos em tubos.

(02h) Prova 3.

(04h) Prova de recuperação.

Metodologia:

Aulas expositivas, enfocando a discussão do conteúdo teórico e a demonstração de sua aplicação na solução de problemas de interesse em engenharia.

Avaliação:

A avaliação é realizada através de 3 provas (peso 75%) e 6 testes (peso 25%). Há a previsão de uma prova de recuperação para alunos com média insuficiente.

Referências

VENNARD, J.K.; STREET, R.L. ,Elementary Fluid Mechanics,John Wiley & Sons,1982
ROBERSON, J.A.; CROWE, C.T. ,Engineering Fluid Mechanics,Houghton Mifflin,1985
MUNSON, B.R.; YOUNG, D.F.; OKIISHI, T.H. ,Fundamentos da Mecânica dos Fluidos,Edgard Blucher,2004
FOX, R.; MACDONALD, A.T. ,Introduction to Fluid Mechanics,John Wiley & Sons,1992
FOX, R.W.; MCDONALD, A.T.,Introdução à mecânica dos fluidos,LTC,2001
POTTER, M.C.; WIGGERT, D.C. ,Mechanics of Fluids,Prentice Hall,1991
WHITE, F.M. ,Mecânica dos Fluidos,McGraw-Hill,2003

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