Departamento Formação Básica Engenharia Civil Disciplina. Matéria. Fenômenos de Transporte. Código. Carga Horária (horas-aula) 120

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1 Departamento Curso Formação Básica Engenharia Civil Disciplina Código Fenômenos de Transporte BT1 Docentes José Gabriel França Simões (Prof. Responsável) Adriana L. S. Domingues Matéria Fenômenos de Transporte Carga Horária (horas-aula) 120 Qualificação Especialista Especialista Objetivos Especificar as propriedades que permitam a caracterização de um fluido, evidenciando noções básicas de lubrificantes e lubrificação. Estudar o comportamento físico dos fluídos em repouso, permitindo ao aluno calcular empuxos em superfícies planas e curvas ou corpos submersos estabelecendo também as condições de equilíbrio de flutuação. Estudar o escoamento de fluidos, fazendo o balanço de massas e estabelecendo a Equação da Continuidade e o balanço energético, estabelecendo a Equação da Energia ou Equação de Bernoulli, ressaltando medidores de vazão e de velocidade. Mostrar como são calculadas as perdas de carga em instalações hidráulicas, como por exemplo, em instalações de recalque e, a partir daí, evidenciar a escolha de uma bomba e de um motor elétrico adequados, determinando o custo de operação. Permitir ao aluno calcular as forças exercidas por um fluido em movimento em tubulações e máquinas hidráulicas. Ementa Introdução, Definição e Propriedades dos Fluídos. Estática dos Fluidos. Cinemática dos Fluídos. Equação da Energia para Regime Permanente. Medida de Propriedades dos Escoamentos. Análise Dimensional e Semelhança Mecânica. Escoamento de Fluídos Incompressíveis em Condutos Forçados em Regime Permanente. Equação da Quantidade de Movimento para Regime Permanente. Conteúdo Programático 1. Introdução, definição e propriedades dos fluídos. 1.1.Definição e Aplicações 1.2.Definição de fluído 1.3.Tensão de cisalhamento. Lei de Newton 1.4.Viscosidade Dinâmica ou Absoluta 1.5.Simplificação Prática 1.6.Massa específica 1.7.Peso específico 1.8.Peso específico relativo 1.9.Viscosidade cinemática 2. Estática dos fluidos. 2.1.Conceito de Pressão 2.2.Teorema de Stevin 2.3.Lei de Pascal

2 2.4.Transmissão e ampliação de força 2.5.Carga de pressão 2.6.Escalas de pressão 2.7.Unidades de pressão 2.8.Aparelhos Medidores de Pressão. Manometria 2.9.Equação Manométrica 3. Cinemática dos fluídos 3.1.Regimes permanentes e variados. 3.2.Vazão em volume, em massa e em peso. 3.3.Velocidade média na seção 3.4.Escoamento laminar e turbulento. Números de Reynolds 3.5.Equação da continuidade para regime permanente. 4. Equação da energia para regime permanente 4.1.O princípio da conservação da energia mecânica para fluído ideal 4.2.Equação da energia para fluído ideal incompressível sem máquina 4.3.Equação da energia para fluído ideal incompressível com máquina 4.4.Equação da energia para fluído real incompressível sem máquina 4.5.Equação da energia para fluído real incompressível com máquina 4.6.Potência trocada entre máquina e o fluído. Rendimento. Potência da máquina. 5. Medida de propriedades dos escoamentos 5.1.Medida de vazão. Tubo Venturi Diafragma 5.2.Medida de velocidade. Tubo de Pitot. 6. Análise dimensional e semelhança mecânica 6.1.Introdução. Grandezas fundamentais e derivadas. Equação dimensional. 6.2.Números adimensionais 6.3.Aplicação da análise dimensional. Pesquisa de uma Lei Física. Curvas universais 6.4.Teorema dos π 6.5.Números adimensionais típicos 6.6.Semelhança mecânica. Teoria dos modelos. Escalas de semelhança. Relação entre escalas. Efeito de escala. 7. Escoamento de fluídos incompressíveis em condutos forçados em regime permanente 7.1.Classificação 7.2.Raio hidráulico e diâmetro hidráulico 7.3.Regime dinamicamente estabelecido 7.4.Campo de aplicação 7.5.Tipos de perda de carga 7.6.Estudo da perda de carga distribuída. Hipotéses. Fórmula universal. Experiências de Reynolds. Tipos de movimento. Camada limite. Experiência de Nikuradse. Condutos industriais. Rugosidade equivalente. Diagrama de Moody Rouse 7.7.Estudo da perda da carga singular. Fórmula universal. Comprimento equivalente. 7.8.Instalação de recalque. 8. Equação da quantidade de movimento para regime permanente 8.1.Impulso e quantidade de movimento 8.2.Força exercida por um jato de fluido sobre uma superfície curva ( pá) fixa 8.3.Força exercida por um jato de fluido sobre uma superfície plana ( placa) fixa 8.4.Força exercida por um jato de fluido sobre uma superfície curva ( pá) móvel 8.5.Força exercida e potência desenvolvida por um jato de fluido sobre uma série de pás. 8.6.Força exercida sobre uma redução gradual de seção

3 8.7.Força exercida sobre uma redução de seção com mudança de direção. Metodologia de Ensino Aulas expositivas e de exercícios, simulação de experiências e aulas práticas. Atividades Discentes Desenvolvimento de projetos e trabalhos em grupo. Procedimentos de Avaliação Aulas práticas L1 e L2. Provas semestrais S1 e S2. Prova substitutiva S3. Critério de Aproveitamento MF = (P1 x p1) + (P2 x p2) + (S1 + S2) x s 5,0 As notas de aulas práticas L 1 e L 2 darão origem às notas P 1 e P 2 como segue: Categoria 3 Pesos p1 = 0,10 p2 = 0,14 s = 0,38 P 1 = L 1 ; P 2 = L 2 As provas semestrais darão origem às notas S 1 (primeira prova semestral) e S 2 (segunda prova semestral) ou da S 3 ( prova substitutiva). Se o aluno realizar S 1, S 2 e S 3, serão consideradas as duas maiores notas. Bibliografia Básica DAYR SCHIOZER - Mecânica dos Fluidos, 2ªEd. Rio de Janeiro: LTC Livros técnicos e Científicos S.A. 2001, 629 páginas. FOX E MCDONALD. Introdução à Mecânica dos Fluidos, 5ª ed. Rio de Janeiro: LTC Livros Técnicos e Científicos S.A. 2001, 504 páginas CENGEL, yun Mecanica dos Fundamentos a e aplicações,1ed São Paulo: Hcgraaw Hill Mecânica dos Fluidos 3ª Edição

4 Bibliografia Complementar Munson, Bruce; Young, Donald ; Okiishi, Theodore 2ª edição americana Fundamentos da Mecânica dos Fluidos, 1997, Editora Edgard Blucher Ltda, S.P., Volume 1 e páginas. Munson, Bruce; Young, Donald ; Okiishi, Theodore 2ª edição Americana Fundamentos da Mecânica dos Fluidos, 1997, Editora Edgard Blucher Ltda, S.P., Volume SIMÕES Elementos de Mecânica dos Fluidos, (apostila texto), São Paulo, 248 páginas

5 Programação das Aulas 1º semestre de 2009 Disc. Fenômenos de Transporte código: BT1 aulas de teoria Turma Eng. Civil Semana Data Assunto a Critério de aproveitamento, bibliografia. 21/fev. 02 Feriado 2ª, 3ª, 4ª 23 a 28/fev. Capítulo 1: Mecânica dos fluidos; Fluido; Princípio da aderência; Tensão de cisalhamento a Capítulo 1: Lei de Newton; Viscosidade dinâmica; Simplificação 07/março prática; Peso e massa específicos a Capítulo 1: Viscosidade cinemática; Fluido ideal; Fluido 14/março incompressível; Ep 1.4; Ep a Capítulo 1: Ep 1.13; Ep /março a Capítulo 1: Ep 1,24 ; Ep /março 07 30/março Capítulo 1: Ep 1.10 a 04/abril 06 a Capítulo 1: Exercícios 11/abril 08 Feriado 5ª, 6ª, sáb a 18/abril 20 a 25/abril 27/abril a 02/maio 10 Feriado 2ª,3ª 11 Feriado 6ª,sáb a 09/maio a 16/maio a 23/maio a 30/maio a 06/junho 17 Feriado 5ª 08 a 13/junho a 20/junho a 27/junho a 30/junho Prova A1 Prova A1 Capítulo 4: Regime permanente e variado; Vazões; Velocidade média ( v m = Q/A e 1/A v.da ) Capítulo 4: Escoamento laminar e turbulento: Re, R H e D H. Ep 4.8 (vm = V máx / 2) ; Ep 4.9 (v m = 49 V máx / 60 ) não demonstrar Capítulo 4: Equação da continuidade para regime permanente. Ex 4.1 ; Ep 4.1 Capítulo 4: Equação da continuidade para diversas entradas e saídas. Ep 4.2; Ep 4.7; Capítulo 4: Ex 4.2, Ep 4.10 Capítulo 4: Ep 4.12 Capítulo 4: Exercícios

6 Programação das Aulas 2º semestre de 2009 Disc. Fenômenos de Transporte código: BT1 aulas de teoria Turma Eng. Civil Semana Data Assunto a Capítulo 5/6 : O P.C.E.M. para fluido ideal; Eq. de Bernoulli para 08/agosto fluido ideal sem máquina a Capítulo 5/6 : Ex. Venturi (pg 110); Ex. Pitot ( pg 113 ) 15/agosto a Capítulo 5: Eq. de Bernoulli para fluido ideal com máquina.; Ep 5.1; Ep 22/agosto Cálculo de H B e H T a Capítulo 5: Potência trocada entre máquina e fluido (N); Rendimento 29/agosto (η); Pot. de máquina (N B e N T ); Cálculo de N e N M no Ep 5.1 ; Ep /agosto Capítulo 5: Eq. de Bernoulli para fluido real sem máquina; Ep 5.15 a 05/set 26 Feriado 2ª 07 a 12/set. Capítulo 5: Eq. de Bernoulli para fluido real com máquina; Ep 5.23; Ep a Prova A2 19/set a Prova A2 26/set 29 28/set. a 03/out. Capítulo 8: Condutos; Classificação; Tipos de perdas de carga. (Ex da instalação de recalque) a 10/out. Capítulo 8: Estudo de hf ; Fórmula universal. Laminar: f = 64 / Re ; Turbulento: Moody-Rouse (liso e rugoso) Re f a Capítulo 8: Ep 8.4 Feriado 2ª, 3ª 17/out a Capítulo 8: Estudos de hs. Fórmula universal. Valores de Ks. Ep /out a Capítulo 8: Comprimento equivalente, Ep /out a Capítulo 8: Exercícios Feriado 2ª 07/nov a Capítulo 8: Exercícios 14/nov a Provas S2 Feriado 6ª 21/nov a Provas S2 28/nov /nov. a Provas S2 05/dez a Provas S3 12/dez a 19/dez Provas S3

7 Programação das Aulas 1º semestre de 2009 Disc. Fenômenos de Transporte código: BT1 aulas de exercícios Turma Eng. Civil Semana Data Assunto a Critério de aproveitamento, bibliografia. 21/fev a Capítulo 2: Pressão; Teorema de Stevin; Pressão em torno de um ponto Feriado 2ª, 3ª, 4ª 28/fev. de um fluido em repouso a 07/março a 14/março a 21/março a 28/março 07 30/março a 04/abril 06 a 11/abril 08 Feriado 5ª, 6ª, sáb a 18/abril 20 a 25/abril 27/abril a 02/maio a 09/maio a 16/maio a 23/maio a 30/maio a 06/junho 08 a 13/junho a 20/junho a 27/junho a 30/junho 10 Feriado 2ª,3ª 11 Feriado 6ª,sáb. 17 Feriado 5ª Capítulo 2: Lei de Pascal; : Prensa hidráulica; Cilindros; Ep 2.17; Ep 2.7 Capítulo 2: Carga de pressão; Escalas de pressão; Unidades de pressão; Barômetro. Capítulo 2: Manômetro metálico; Ep2.10; Ep 2.23 Capítulo 2: Piezômetro; Tubo em U; Equação manométrica; Ep 2.19 Capítulo 2: Ep 2.21 Capítulo 2: Ep 2.12 Prova A1 Prova A1 Capítulo 7: Análise dimensional; Grandezas fundamentais e derivadas; Equação dimensional; Números adimensionais. Capítulo 7: Vantagem (exemplo da esfera lisa) Capítulo 7: Teorema dos π; Ex 7.5; Ex 7.7 Capítulo 7: Ep 7.19 Alguns números adimensionais importantes: Re, Eu, Fr, We e M. Capítulo 7: Semelhança mecânica; Escala de semelhança; Ex 7.10; Ex 7.11 Capítulo 7: Números adimensionais de bombas centrífugas; Ex 7.6; Ep 7.16 Capítulo 7: Ep 7.25; Ep 7.26

8 Programação das Aulas 2º semestre de 2009 Disc. Fenômenos de Transporte código: BT1 aulas de exercícios Turma Eng. Civil Semana Data Assunto a Gabarito da Prova S1 08/agosto a Capítulo 9: Impulso e quantidade de movimento; Eq. da quantidade de 15/agosto movimento a Capítulo 9: Força de um jato numa pá fixa; Ep /agosto a Capítulo 9: Ep /agosto 25 31/agosto Capítulo 9: Força de um jato numa placa fixa; Ep 9.6 a 05/set a Capítulo 9: Ep 9.22 Feriado 2ª 12/set a Prova A2 19/set a Prova A2 26/set 29 28/set. a Capítulo 9: Força de um jato numa pá móvel; Ep /out a Capítulo 9: Exercícios 10/out a Capítulo 9: Exercícios Feriado 2ª, 3ª 17/out a Capítulo 8: Problemas típicos de hf; Ex 8.1; Ex 8.2; Ex /out a Capítulo 8: Ep 8.1 e Ep /out a Capítulo 8: Ep 8.30 e Ep 8.31 Feriado 2ª 07/nov a Capítulo 8: Exercícios 14/nov a Provas S2 Feriado 6ª 21/nov a Provas S2 28/nov /nov. a Provas S2 05/dez a Provas S3 12/dez a 19/dez Provas S3