Mecânica de Fluidos

Conhecimentos sólidos de Física e Matemática.

Aulas teóricas de exposição dos conteúdos recorrendo sempre que possível à apresentação de exemplos num contexto das várias vertentes da Bioengenharia e aulas teórico-práticas onde são resolvidos problemas de aplicação. Nas aulas teórico-práticas, após uma discussão genérica sobre os problemas, os alunos são incentivados a prosseguir com as suas resoluções, sendo no final feita uma discussão dos resultados obtidos. Antecipadamente são disponibilizadas as folhas com os problemas propostos a resolver nas aulas teórico-práticas.

Pretende-se dotar os alunos com os conhecimentos fundamentais da mecânica dos fluidos e aplicá-los a sistemas biológicos naturais ou manipulados. Os objetivos a atingir pelos alunos que frequentam esta unidade curricular passam pela: i) compreensão dos princípios básicos fundamentais da Mecânica dos Fluidos, tais como, viscosidade, pressão, princípio da conservação de massa, princípio da conservação de energia, dissipação viscosa e camada limite; ii) aplicação dos princípios básicos para derivar equações que governam o comportamento dos fluidos em movimento, nomeadamente a equação de Bernoulli; iii) compreensão do escoamento de fluidos através de tubagens e distinção entre os regimes laminar e turbulento; iv) cálculo de perdas de carga numa tubagem e acidentes associados, para fluidos incompressíveis e v) seleção de bombas.

1. Introdução à mecânica dos fluidos

O que é um fluido? A viscosidade. Fluidos não-Newtonianos.

2. Estática dos fluidos

Variação da pressão no seio de um fluido. Medição da pressão: tubo piezométrico, manómetro de tubo em U e de tubo inclinado. O barómetro. A impulsão.

3. Princípios básicos do movimento dos fluidos

Variação dos parâmetros do escoamento no tempo e no espaço. Descrição do padrão de escoamento. Equação da “continuidade”. Dedução da equação de Bernoulli. Aplicações simples da equação de Bernoulli.

4. Escoamento em tubos

Escoamento laminar e turbulento. A região de entrada. Escoamento laminar em tubos. Escoamento turbulento em tubos. Cálculo de quedas de pressão em tubos e acessórios. O diagrama de Moody. Sistemas de tubagens com bombas e turbinas.

5. Turbomáquinas

Bombas e turbinas. Desempenho de uma bomba. Tipos de bombas. Cavitação. Associação de bombas em série e em paralelo.

Os alunos podem optar por um dos seguintes métodos de avaliação:

- avaliação periódica;

- avaliação por exame final.

Os alunos que optarem pela avaliação periódica devem informar formalmente o docente até ao final da segunda semana de aulas, existindo um documento para o efeito que deve ser assinado pelo aluno. Estes alunos ficam sujeitos à realização de quatro testes em datas definidas, sendo que a data do último teste será a do exame da época normal. As datas acordadas para os três primeiros testes, a decorrer no período letivo, serão definidas em articulação com os alunos e o diretor de curso. Cada um dos testes, a realizar fora do horário das aulas, contribui em 25% para a classificação final. Após terem optado pela avaliação periódica os alunos para continuarem integrados nesta metodologia de avaliação terão de ter presença em 80% das aulas, independentemente da sua tipologia, e, em simultâneo, uma classificação igual ou superior a 7,5 (numa escala de 0 a 20 valores) nos testes que irão realizando. No caso de não atingir o limite imposto na classificação dos testes e/ou a média final de 9,5 valores, ou se exceder o número de faltas, o aluno só poderá obter aproveitamento na época de exames de recurso. Os alunos que optem por este regime de avaliação apenas poderão efetuar melhoria na época de recurso realizando o exame sobre todos os assuntos lecionados.

Os alunos que optarem pela avaliação com exame final ficam sujeitos ao método de avaliação tradicional.

Quer nos testes a realizar no âmbito da avaliação periódica, quer nos exames, eventuais elementos de consulta serão fornecidos pelo docente, sendo permitido o uso de máquinas calculadoras.

NAO