Dinâmica dos Fluidos II
Objetivos
Caracterização geral
Código
10486
Créditos
6.0
Professor responsável
Daniel Cardoso Vaz, José Fernando de Almeida Dias
Horas
Semanais - 5
Totais - 64
Idioma de ensino
Português
Pré-requisitos
O programa pressupõe o domínio das matérias versadas na unidade curricular de Dinâmica dos Fluidos I.
Bibliografia
White, F. M., “Fluid Mechanics”, McGraw-Hill.
Método de ensino
Existem aulas teóricas e aulas práticas, e ainda uma sessão laboratorial facultativa.
Nas aulas teóricas faz-se a exposição da matéria, sendo incentivada a participação dos alunos.
Nas aulas práticas faz-se uma abordagem centrada na aplicação dos conceitos de modo a que os alunos colaborem activamente na resolução dos problemas e casos práticos propostos.
Devido à incerteza do evoluir da situação pandémica, a sessão laboratorial, que consiste num ensaio em túnel aerodinâmico, é de caráter facultativo.
Método de avaliação
1 - Modo de avaliação
1.1 A avalição é contínua, constituída por 2 elementos de avaliação: 2 testes teórico-práticos.
1.2. Não há frequência. Porém, após ser possível retomar o acesso normal ao Laboratório agendar-se-ão sessões facultativas para os estudantes que queiram assistir à experiência, mas com caráter de demonstração, não de trabalho.
2 - Nota final
2.1. Os pesos dos testes na apuração da nota final são de 50%.
2.2. Os valores entram no cálculo da nota final arredondados à décima. Para aprovação, a nota final deverá ser maior ou igual a 9,5 valores.
2.3. Se a nota final (já arredondada às unidades) for maior ou igual a 17 valores, poderá haver lugar a uma prova oral para "defesa de nota".
3 - Regras para as provas escritas
Se vierem a ser presenciais, só se aceitarão respostas redigidas a caneta; não são permitidas máquinas de calcular com memória alfanumérica; é interdito o uso do telemóvel (nem mesmo como relógio ou máquina de calcular). Transgressões ficam sujeitas ao previsto no RAC.
Conteúdo
1 – Análise dimensional e semelhança física. Aplicação do teorema dos Π de Buckingham a casos estudados na UC. Similitude, modelação e limitações.
2 – Escoamentos em condutas. Distinção entre escoamentos internos e externos. Zonas de entrada e de escoamento completamente desenvolvido. Equação de Bernoulli generalizada. Coeficiente de atrito. Estrutura da camada limite turbulenta. Perfil de velocidade para escoamento turbulento em conduta. Efeito da rugosidade sobre a perda de carga em condutas; coeficiente de atrito; diagrama de Moody. Perdas localizadas. Curva característica de uma instalação. Associação de condutas em série e em paralelo.
3 – Bombas e ventiladores. Noções elementares do funcionamento. Classificação. Curvas características da altura manométrica, da potência e do rendimento. Ponto de funcionamento. Estabilidade. Tipo de curva mais conveniente a cada aplicação. Associação de bombas em série e em paralelo. Cavitação e NPSH de uma bomba.
4 – Turbulência. Características da turbulência. Decomposição de Reynolds.
5 – Escoamentos de camada limite. Teoria de camada limite de Prandtl. Simplificação das equações para escoamento invíscido. Escoamento de fluido viscoso: efeito do número de Reynolds e da geometria (corpos fuselados e rombos); separação. Camada limite sobre placa plana: análise integral de von Kármán. Equações diferenciais de camada limite; solução exacta de Blasius (laminar). Separação: efeito do gradiente de pressão; método de Thwaites. Corpos imersos em escoamentos.
6 – Escoamento compressível. Número de Mach, Ma. Revisão de relações termodinâmicas. Escoamento isentrópico e adiabático. Propriedades de estagnação; relações envolvendo Ma. Variação da área de passagem. Choking. Onda de choque normal. Escoamento supersónico bidimensional: cone de Mach, onda de choque oblíqua, ondas de expansão de Prandtl-Meyer.