Hidráulica II
Objetivos
A unidade curricular pretende contribuir para a formação dos alunos transmitindo-lhes competências profissionais e qualificações exigíveis para o exercício da engenharia civil no domínio do planeamento, projeto e gestão de sistemas destinados à utilização e ao domínio da água e obras hidráulicas.
Os conceitos, métodos, princípios e leis que são lecionados no âmbito do programa da disciplina, visam permitir uma abordagem teórica e pratica de problemas e questões do foro da hidráulica aplicada dos escoamentos variáveis em pressão, dos escoamentos com superfície livre, dos escoamentos em meios porosos bem como do foro das estruturas e máquinas hidráulicas tais como orifícios, descarregadores, turbinas e bombas.
Em particular, pretende-se que o aluno adquira as seguintes competências: i) dimensionar sistemas hidráulicos, nomeadamente integrando bombas e turbinas; ii) calcular a vazão em orifícios e descarregadores; iii) determinar curvas de vazão em canais de secção mista e composta e regolfos em canais prismáticos e não prismáticos para caudal constante e variável no percurso; iv) caracterizar condições dos escoamentos em meios porosos.
Caracterização geral
Código
12165
Créditos
6.0
Professor responsável
António Pedro de Nobre Carmona Rodrigues, Maria Teresa Fontelas Santos Viseu
Horas
Semanais - 5
Totais - A disponibilizar brevemente
Idioma de ensino
Português
Pré-requisitos
Os requisitos desta unidade curricular são:
- Obrigatoriedade de assistência das aulas práticas
- Realização de 3 trabalhos de laboratório e entrega dos respetivos relatórios
As sessões de prática laboratorial têm carácter demonstrativo:
- a primeira visa a determinação de curvas características de bombas hidráulicas isoladas, em série ou em paralelo
- a segunda é sobre escoamentos com superfície livre em regime permanente
- a terceira é uma demonstração em laboratório de escoamentos em meios porosos
Os estudantes poderão, assim, consolidar alguns dos assuntos apreendidos nas aulas teóricas e teórico-práticas através da realização de ensaios experimentais.
Bibliografia
1. Lencastre, A. (1983). “Hidráulica Geral”, Hidroprojecto, Lisboa.
2. Manzanares A. (1980). “Hidráulica Geral”, TÉCNICA, A.E.I.S.T., Lisboa.
3. Quintela, A. (1998). “Hidráulica”, 6ª edição. Fundação Calouste Gulbenkian, Lisboa.
4. Chow, V.T. (1959). “Open Channel Hydraulics”, McGraw-Hill.
5. Evett, J.B., Liu, C. (1988). "2500 solved problems in Fluid Mechanics and Hydraulics", McGraw-Hill.
6. Chaudhry, M. H. (1993). “Open Channel Flow”. Prentice Hall.
Método de ensino
Aulas teóricas e práticas.
Método de avaliação
A avaliação desta Unidade Curricular será realizada através da realização de dois testes de avaliação contínua, o primeiro sensivelmente a meio do semestre e o segundo no fim, com a matéria Teórico-Prática. Cada teste terá a duração de 2,0h e a nota final será a média das notas obtidas.
Existirá ainda um Exame de Recurso sobre totalidade da matéria Teórico-Prática, com a duração de 2,5h, para os alunos que não tenham obtido aprovação do Exame Final, ou que pretendam melhorar a classificação.
Cada um destes elementos de avaliação será classificado de 0 a 20 valores.
Conteúdo
1. Turbomáquinas hidráulicas: Turbinas
- Introdução e classificação
- Tipos de turbinas e critérios de escolha
- Funcionamento de turbinas em regime permanente e condições de instalação de turbinas: número específico de rotações, queda bruta e queda útil, potência
2. Turbomáquinas hidráulicas: Bombas centrífugas
- Introdução e classificação
- Tipos de bombas e critérios dde escolha
- Diagramas em colina e leis de semelhança
- Curvas características da instalação e da bomba; ponto de funcionamento e potência da bomba
- Instalação em série e paralelo
- Altura de aspiração de bombas e cavitação
3. Escoamentos variáveis sob pressão. Ondas elásticas
- Golpe de aríete: fecho total e instantâneo; fecho parcial e influência do tempo de fecho de um obturador
- Oscilação em massa
4. Escoamentos por orifícios e descarregadores
5. Medições hidráulicas: medição de níveis, velocidades, caudais e pressões
6. Escoamentos em meios porosos
- Lei de Darcy e permeabilidade
- Aquíferos freáticos e escoamento em valas e poços. Movimentos unidirecionais e radiais
7. Escoamentos com superfície livre
- Regime uniforme: distribuição de tensões tangenciais; distribuições de velocidades; resistência ao escoamento; curvas de vazão de secções simples, compostas e mista
- Teorema de Bernoulli e energia específica. Quantidade de movimento total
- Número de Froude e controlo do escoamento
- Regolfo com caudal constante
- Regolfo com caudal variável ao longo do percurso
- Escoamentos permanentes rapidamente variáveis. Ressalto hidráulico
Cursos
Cursos onde a unidade curricular é leccionada: