Engenharia Mecânica Public

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Bacharelado em Engenharia Mecânica

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EMENTA – Mecânica dos Fluidos Carga Horária: 60 horas Objetivos: Desenvolver  a  habilidade  para  identificar  e  classificar  os  diversos  escoamentos  de  interesse  em  engenharia.Aplicar  formulações  integral  e  diferencial  na  solução  de  problemas  envolvendo  a  presença  de  fluidos.Aprimorar  a  capacidade  para  a  solução  sistemática  de  problemas.Aperfeiçoar  a  comunicação  escrita  através  da  redação  de  análises  sobre  o  conteúdo  da  disciplina. Ementa: Conceitos  Fundamentais;  Estática  dos  Fluidos;  Formulações  Integral  e  Diferencial  de  Leis  de  Conservação;  Escoamento  Invíscido  Incompressível;  Análise  Dimensional  e  Semelhança;  Escoamento  Interno  Viscoso  Incompressível. Programa: (08h)  Conceitos  Fundamentais:  Escopo  da  Mecânica  dos  Fluidos;  Métodos  de  análise;  O  fluido  como  um  meio  contínuo;  Campos  escalar,  vetorial  e  tensorial;  Linhas  de  tempo,  de  emissão,  de  corrente  e  trajetórias;  Tensões  cisalhantes  e  normais;  Fluido  Newtoniano  e  não-Newtoniano;  Descrição  e  classificação  de  escoamentos. (10h)  Estática  dos  Fluidos:  Equação  básica;  Variação  da  pressão  em  um  fluido  estático,  incompressível  e  compressível;  Manômetros;  Forças  e  momentos  sobre  superfícies  planas  e  curvas  submersas. (02h)  Prova  1. (08h)  Formulação  Integral  para  Leis  de  Conservação:  A  relação  entre  as  derivadas  do  sistema  e  a  formulação  de  volume  de  controle;  Conservação  da  massa;  Conservação  da  quantidade  movimento  linear,  Conservação  da  energia. (08h)  Formulação  Diferencial  para  Leis  de  Conservação:  Conservação  da  massa  em  coordenadas  cartesianas;  Aceleração  de  uma  partícula  fluida  em  um  campo  de  velocidade;  Rotação  e  deformações  em  fluidos;  Forças  atuando  sobre  uma  partícula  fluida;  Equação  diferencial  da  quantidade  de  movimento;  Equação  de  Navier-Stokes. (06h)  Escoamento  Incompressível  Invíscido:  Equação  da  quantidade  de  movimento  para  escoamento  sem  atrito  viscoso;  Equações  de  Euler  em  coordenadas  de  linha  de  corrente;  Equação  de  Bernoulli;  Pressões  estática,  de  estagnação  e  dinâmica;  Aplicações  e  precauções  no  emprego  da  equação  de  Bernoulli;  Relação  entre  a  Primeira  Lei  da  Termodinâmica  e  a  equação  de  Bernoulli. (02h)  Prova  2. (08h)  Análise  Dimensional  e  Semelhança:  Natureza  da  análise  dimensional;  Teorema  dos  Pi  de  Buckingham;  Determinação  de  grupos  adimensionais;  Grupos  adimensionais  de  importância  em  Mecânica  dos  Fluidos;  Semelhança  de  escoamentos  e  estudos  de  modelos;  Semelhança  incompleta. (14h)  Escoamento  Interno  Viscoso  Incompressível:  Escoamento  laminar  plenamente  desenvolvido  entre  placas  planas  infinitas  e  em  tubos;  Distribuição  de  tensão  de  cisalhamento  no  escoamento  plenamente  desenvolvido;  Perfis  de  velocidade  em  escoamento  turbulento  plenamente  desenvolvido;  Considerações  de  energia  no  escoamento  em  tubos  –  coeficiente  de  energia  cinética  e  perda  de  carga;  Cálculo  de  perda  de  carga  –  perdas  distribuídas,  fator  de  atrito;  perdas  localizadas,  dutos  não-circulares;  Solução  de  problemas  de  escoamentos  em  tubos. (02h)  Prova  3. (04h)  Prova  de  recuperação. Metodologia: Aulas  expositivas,  enfocando  a  discussão  do  conteúdo  teórico  e  a  demonstração  de  sua  aplicação  na  solução  de  problemas  de  interesse  em  engenharia. Avaliação: A  avaliação  é  realizada  através  de  3  provas  (peso  75%)  e  6  testes  (peso  25%).  Há  a  previsão  de  uma  prova  de  recuperação  para  alunos  com  média  insuficiente. Referências VENNARD, J.K.; STREET, R.L. ,Elementary Fluid Mechanics,John Wiley & Sons,1982 ROBERSON, J.A.; CROWE, C.T. ,Engineering Fluid Mechanics,Houghton Mifflin,1985 MUNSON, B.R.; YOUNG, D.F.; OKIISHI, T.H. ,Fundamentos da Mecânica dos Fluidos,Edgard Blucher,2004 FOX, R.; MACDONALD, A.T. ,Introduction to Fluid Mechanics,John Wiley & Sons,1992 FOX, R.W.; MCDONALD, A.T.,Introdução à mecânica dos fluidos,LTC,2001 POTTER, M.C.; WIGGERT, D.C. ,Mechanics of Fluids,Prentice Hall,1991 WHITE, F.M. ,Mecânica dos Fluidos,McGraw-Hill,2003
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