Departamento
Curso
Formação Básica
Disciplina
Matéria
Engenharia Civil
Código
Fenômenos de Transporte
Docentes
José Gabriel França Simões (Prof. Responsável)
Adriana L. S. Domingues
Fenômenos de Transporte
Carga Horária (horas-aula)
BT1
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
2.4.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
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
Categoria
3
Pesos
p1 = 0,10
p2 = 0,14
s = 0,38
As notas de aulas práticas L 1 e L 2 darão origem às notas P 1
e P 2 como segue:
P1 = L1 ;
P2 = L2
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
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 2 – 804 páginas.
Munson, Bruce; Young, Donald ; Okiishi, Theodore – 2ª edição Americana – Fundamentos da
Mecânica dos Fluidos, 1997, Editora Edgard Blucher Ltda, S.P., Volume 2 – 804.
SIMÕES – Elementos de Mecânica dos Fluidos, 2003.
(apostila texto), São Paulo, 248 páginas
Programação das Aulas – 1º semestre de 2009
Disc.
Fenômenos de Transporte
Turma Eng. Civil
Semana
Data
01
16 a
21/fev.
02
23 a
Feriado 2ª, 3ª, 4ª
28/fev.
03
02 a
07/março
04
09 a
14/março
05
16 a
21/março
06
23 a
28/março
07
30/março
a 04/abril
08
06 a
Feriado 5ª, 6ª,
11/abril
código: BT1
aulas de teoria
Assunto
Critério de aproveitamento, bibliografia.
Capítulo 1: Mecânica dos fluidos; Fluido; Princípio da aderência;
Tensão de cisalhamento
Capítulo 1: Lei de Newton; Viscosidade dinâmica; Simplificação
prática; Peso e massa específicos.
Capítulo 1: Viscosidade cinemática; Fluido ideal; Fluido
incompressível; Ep 1.4; Ep 1.11
Capítulo 1: Ep 1.13; Ep 1.14
Capítulo 1: Ep 1,24 ; Ep 1.5
Capítulo 1: Ep 1.10
Capítulo 1: Exercícios
sáb.
09
10
Feriado 2ª,3ª
11
Feriado 6ª,sáb.
12
13
14
15
16
17
Feriado 5ª
18
19
20
13 a
18/abril
20 a
25/abril
27/abril a
02/maio
Prova A1
Prova A1
Capítulo 4: Regime permanente e variado; Vazões; Velocidade média
( v m = Q/A e 1/A∫ v.Da )
04 a
Capítulo 4: Escoamento laminar e turbulento: Re, R H e D H .
09/maio Ep 4.8 (v = V
m
máx / 2) ; Ep 4.9 (v m = 49 V máx / 60 ) não demonstrar
11 a
Capítulo 4: Equação da continuidade para regime permanente.
16/maio Ex 4.1 ; Ep 4.1
18 a
Capítulo 4: Equação da continuidade para diversas entradas e saídas.
23/maio Ep 4.2; Ep 4.7;
25 a
Capítulo 4: Ex 4.2 , Ep 4.10
30/maio
01 a
Capítulo 4: Ep 4.12
06/junho
08 a
Capítulo 4: Exercícios
13/junho
15 a
Provas S1
20/junho
22 a
Provas S1
27/junho
29 a
Provas S1
30/junho
Programação das Aulas – 2º semestre de 2009
Disc.
Fenômenos de Transporte
Turma Eng. Civil
Semana
Data
21
03 a
08/agosto
22
10 a
15/agosto
23
17 a
22/agosto
24
24 a
29/agosto
25
31/agosto
a 05/set
26
07 a
Feriado 2ª
12/set.
27
14 a
19/set.
28
21 a
26/set
29
28/set. a
03/out.
30
05 a
10/out.
31
12 a
Feriado 2ª, 3ª
17/out.
32
19 a
24/out.
33
26 a
31/out.
34
02 a
Feriado 2ª
07/nov.
35
09 a
14/nov.
36
16 a
Feriado 6ª
21/nov.
37
23 a
28/nov.
38
30/nov. a
05/dez.
39
07 a
12/dez
40
14 a
19/dez
código: BT1
aulas de teoria
Assunto
Capítulo 5/6 : O P.C.E.M. para fluido ideal; Eq. de Bernoulli para
fluido ideal sem máquina
Capítulo 5/6 : Ex. Venturi (pg 110); Ex. Pitot ( pg 113 )
Capítulo 5: Eq. de Bernoulli para fluido ideal com máquina.; Ep 5.1; Ep
5.17. Cálculo de H B e H T .
Capítulo 5: Potência trocada entre máquina e fluido (N); Rendimento
(η); Pot. de máquina (N B e N T ); Cálculo de N e N M no Ep 5.1 ; Ep 5.17
Capítulo 5: Eq. de Bernoulli para fluido real sem máquina; Ep 5.15
Capítulo 5: Eq. de Bernoulli para fluido real com máquina; Ep 5.23;
Ep 5.20
Prova A2
Prova A2
Capítulo 8: Condutos; Classificação; Tipos de perdas de carga. (Ex da
instalação de recalque)
Capítulo 8: Estudo de hf ; Fórmula universal. Laminar: f = 64 / Re ;
Turbulento: Moody-Rouse (liso e rugoso) Re √f
Capítulo 8: Ep 8.4
Capítulo 8: Estudos de hs. Fórmula universal. Valores de Ks. Ep 8.21
Capítulo 8: Comprimento equivalente, Ep 8.29
Capítulo 8: Exercícios
Capítulo 8: Exercícios
Provas S2
Provas S2
Provas S2
Provas S3
Provas S3
Programação das Aulas – 1º semestre de 2009
Disc.
Fenômenos de Transporte
Turma Eng. Civil
Semana
Data
01
16 a
21/fev.
02
23 a
Feriado 2ª, 3ª, 4ª
28/fev.
03
04
05
06
07
08
Feriado 5ª, 6ª,
sáb.
09
10
Feriado 2ª,3ª
11
Feriado 6ª,sáb.
12
13
14
15
16
17
Feriado 5ª
18
19
20
código: BT1
aulas de exercícios
Assunto
Critério de aproveitamento, bibliografia.
Capítulo 2: Pressão; Teorema de Stevin; Pressão em torno de um ponto
de um fluido em repouso
02 a
07/março
09 a
14/março
16 a
21/março
23 a
28/março
30/março
a 04/abril
06 a
11/abril
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
13 a
18/abril
20 a
25/abril
27/abril a
02/maio
04 a
09/maio
11 a
16/maio
18 a
23/maio
25 a
30/maio
Prova A1
Capítulo 2: Piezômetro; Tubo em U; Equação manométrica; Ep 2.19
Capítulo 2: Ep 2.21
Capítulo 2: Ep 2.12
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
01 a
Capítulo 7: Números adimensionais de bombas centrífugas; Ex 7.6;
06/junho Ep 7.16
08 a
Capítulo 7: Ep 7.25; Ep 7.26
13/junho
15 a
Provas S1
20/junho
22 a
Provas S1
27/junho
29 a
Provas S1
30/junho
Programação das Aulas – 2º semestre de 2009
Disc.
Fenômenos de Transporte
Turma Eng. Civil
Semana
Data
21
03 a
08/agosto
22
10 a
15/agosto
23
17 a
22/agosto
24
24 a
29/agosto
25
31/agosto
a 05/set
26
07 a
Feriado 2ª
12/set
27
14 a
19/set.
28
21 a
26/set
29
28/set. a
03/out.
30
05 a
10/out.
31
12 a
Feriado 2ª, 3ª
17/out.
32
19 a
24/out.
33
26 a
31/out.
34
02 a
Feriado 2ª
07/nov.
35
09 a
14/nov.
36
16 a
Feriado 6ª
21/nov.
37
23 a
28/nov.
38
30/nov. a
05/dez.
39
07 a
12/dez
40
14 a
19/dez
código: BT1
aulas de exercícios
Assunto
Gabarito da Prova S1
Capítulo 9: Impulso e quantidade de movimento; Eq. da quantidade de
movimento.
Capítulo 9: Força de um jato numa pá fixa; Ep 9.10
Capítulo 9: Ep 9.12
Capítulo 9: Força de um jato numa placa fixa; Ep 9.6
Capítulo 9: Ep 9.22
Prova A2
Prova A2
Capítulo 9: Força de um jato numa pá móvel; Ep 9.13
Capítulo 9: Exercícios
Capítulo 9: Exercícios
Capítulo 8: Problemas típicos de hf; Ex 8.1; Ex 8.2; Ex 8.3
Capítulo 8: Ep 8.1 e Ep 8.22
Capítulo 8: Ep 8.30 e Ep 8.31
Capítulo 8: Exercícios
Provas S2
Provas S2
Provas S2
Provas S3
Provas S3