Máquinas Hidráulicas

Conhecimentos de Base Recomendados

Conhecimentos de Mecânica dos Fluidos (Unidade Curricular de base).

Métodos de Ensino

Aulas Teóricas: Aulas convencionais com exposição dos conteúdos programáticos através de meios audiovisuais.

 Aulas Teórico-Práticas: Resolução de problemas teórico-práticos. É ainda disponibilizado aos alunos um conjunto de problemas suplementares para apoio às horas de estudo não acompanhado. 

Não são autorizados registos vídeo, áudio e fotográficos durante as aulas.

Resultados de Aprendizagem

Proporcionar uma perspectiva ampla sobre os diversos tipos de Máquinas Hidráulicas/Turbomáquinas. Transmitir os fundamentos teóricos necessários para a caracterização das máquinas estudadas – bombas, ventiladores e turbinas -, para o conhecimento dos princípios de funcionamento e para a definição dos parâmetros orientadores de selecção.

Programa

1. Introdução: Definição de Turbomáquina. Classificação das Turbomáquinas. Disposições fundamental e geométrica. 2. Análise Dimensional: Teoria da Semelhança. Semelhanças geométrica, cinemática e dinâmica. Análise dimensional. Teorema de Buckingham. Variáveis de controlo. Coeficientes adimensionais. 3. Características globais de funcionamento: Rendimento global de turbinas e bombas. Família de máquinas geometricamente semelhantes. Velocidade específica. Máquinas Padrão. Definição da geometria. Diagrama de Cordier. Curvas características de funcionamento. Curva característica da Turbomáquina e da instalação. Ponto de funcionamento. Parábola dos pontos equivalentes. 4. Cavitação: Cavitação em bombas e turbinas. Altura de aspiração disponível. Altura da instalação. Coeficientes adimensionais em cavitação. Valores típicos de Si. Efeitos da cavitação. 5. Turbinas: Pelton, Francis e Kaplan. Órgãos constituintes. 6. Turbobombas: Alturas manométrica e útil de elevação. Potências. Selecção de bombas.

Docente(s) responsável(eis)

Avelino Virgilio Fernandes Monteiro Oliveira

Métodos de Avaliação

Avaliação: Exame final (75%) e trabalho de pesquisa (25%). Cada prova escrita é dividida em duas componentes, teórica e teórico-prática, com cotações de cinco e dez valores, respetivamente. O trabalho de pesquisa é selecionado entre os diferentes temas propostos, sendo depois apresentado e discutido nas aulas teóricas. Aprovação condicionada à obtenção de uma classificação final global de 9,5 valores e de uma classificação positiva na prova de exame (7,5 valores), que terá sempre uma cotação de 15 valores. A classificação obtida no trabalho apenas é considerada quando o aluno obtém uma classificação igual ou superior a 7,5 valores na prova escrita. Já a obtenção de uma classificação no trabalho de pesquisa está condicionada a:

a) Inscrição num dos grupos disponíveis até à data limite fixada;

b) Nome do aluno inscrito no trabalho apresentado;

c) Participação ativa na apresentação do trabalho.

 

Datas limites relativas aos trabalhos de pesquisa:

* Data limite para a formação dos grupos de trabalho - terça-feira da quarta semana de aulas

* Data limite para a entrega dos trabalhos - sexta-feira da oitava semana de aulas

* Início da apresentação e da discussão dos trabalhos - terça-feira da nona semana de aulas

* - A classificação relativa ao trabalho de pesquisa obtida em anos letivos anteriores é considerada para o presente ano letivo; caso um aluno decida repetir a realização do trabalho de pesquisa, a nova inscrição será sempre considerada como melhoria de classificação, estando assim assegurada a classificação obtida anteriormente.

 

Os exames realizados fora dos períodos formais de avaliação (épocas Normal, Recurso e Especial) poderão assumir a forma de prova oral.

 

A metodologia de avaliação abrange todos os estudantes inscritos à Unidade Curricular, independentemente do seu estatuto.

 

Na parte teórica do exame não são autorizados elementos de consulta. Na parte teórico-prática é autorizada a consulta das tabelas, dos diagramas e do formulário que serão colocados na respetiva pasta da U.C. na plataforma InforEstudante (não é permita a inclusão de notas adicionais nestes elementos de consulta, que devem respeitar fielmente as versões originais); apenas pode ser utilizada máquina de calcular científica.

 

De acordo com o nº 11, do Artigo 31 do Regulamento Académico do 1.º Ciclo de Estudos do IPC, “não é permitida, durante a realização de provas académicas ou de outras atividades de avaliação, a posse de elementos suscetíveis de permitir ou potenciar o cometimento de fraude, designadamente, telemóveis, computadores portáteis, smartwatches, tablets, textos escritos, livros, sebentas, ou quaisquer outros elementos equivalentes, bem como quaisquer outros dispositivos de comunicação, computação ou armazenamento. Adicionalmente, de acordo com o nº 1, do Artigo 31.º-A do mesmo Regulamento, “A prática de atos fraudulentos, detetada em flagrante ou no ato de correção, implica a anulação da prova, sem prejuízo de posterior procedimento disciplinar e criminal”. Em caso de fraude académica, aplica-se o Artigo 31.º - A do Regulamento Académico do 1.º Ciclo de Estudos do IPC.


    Estágio(s)

    NAO

    Bibliografia

    Bibliografia Recomendada:

    – Mendes, J. C. A. F. (2005). Apontamentos Teóricos de Máquinas Hidráulicas. ISEC, Coimbra.

    – Oliveira, A. V. M. (2017). Máquinas Hidráulicas – Análise Dimensional, Teorema de Buckingham, Teoria da

    Semelhança: Texto de Estudo Complementar. ISEC, Coimbra.

    – Oliveira, A. V. M. (2022). Máquinas Hidráulicas: Diapositivos das Aulas Teóricas, ISEC, Coimbra.

    – Oliveira, A. V. M. (2022). Máquinas Hidráulicas: Caderno de Problemas, ISEC, Coimbra.

    – Quintela, A. C. (1981). Hidráulica. Fundação Calouste Gulbenkian, Lisboa.

    – Massey, B. S. (1968). Mechanics of Fluids. Van Nostrand Reinhold Company, Londres.

    – Marques, J.C. P. (2017). Turbomáquinas: Uma Abordagem Moderna. Publindústria. ISBN: 9789897232411

     

    Bibliografia Complementar:

    – White, F. M. (1979). Fluid Mechanics, International Student Edition, McGraw Hill. ISBN 0-07-069667-5.

    – Oliveira, L. A., & Lopes, A. G. (2020). Mecânica dos Fluidos. Lidel, 6ª Edição, ISBN: 978-989- 752-492-9.

    – Henriques, A. G. (2016). Barragens, Sociedade e Ambiente. Esfera do Caos, ISBN: 978-989-680-172-4

    – Pereira, A. C. S. (2024). Análise Numérica do Escoamento Bidirecional Numa Válvula Borboleta, Incluindo a Avaliação Técnico-Económica da Sua Adaptação. Dissertação de Mestrado em Engenharia Mecânica na Especialidade de Energia e Ambiente, Departamento de Engenharia Mecânica, Faculdade de Ciência e Tecnologia da Universidade de Coimbra.

    Gates, B. (2021). Como evitar um desastre climático. As soluções que temos e as inovações necessárias. Porto Editora. ISBN: 978-989-740-101-5