PROGRAMA DE ENSINO UNIDADE UNIVERSITÁRIA: UNESP CÂMPUS DE ILHA SOLTEIRA CURSO: ENGENHARIA MECÂNICA (Resolução UNESP n O 74/2004 - Currículo: 4) HABILITAÇÃO: OPÇÃO: DEPARTAMENTO RESPONSÁVEL: Engenharia Mecânica CÓDIGO DISCIPLINA OU ESTÁGIO SERIAÇÃO IDEAL/PERÍODO MEC0939 Mecânica dos Fluidos I 3 o /6 o OBRIGATORIA/ OPTATIVA/ ESTAGIO Obrigatória PRÉ-REQUISITO CO-REQUISITO ANUAL SEMESTRAL 166-Física II 921-Mat. Aplicada à Eng. Mecânica ( ) 1º SEM. ( X ) 2º SEM. ( X ) CRÉDITOS CARGA HORÁRIA DISTRIBUIÇÃO DA CARGA HORÁRIA TOTAL TEÓRICA PRÁTICA TEÓRICO- PRÁTICA 04 60 45 15 OUTRAS NÚMERO MÁXIMO DE ALUNOS POR TURMA AULAS TEÓRICAS AULAS PRÁTICAS AULAS TEÓRICO- PRÁTICAS 60 12 OUTRAS OBJETIVOS: (ao término da disciplina o aluno deverá ser capaz de) Entender a Mecânica dos Fluidos como uma ciência de base, indispensável à prática da Engenharia Mecânica; Reconhecer e aplicar os conceitos e princípios físicos que regem a Mecânica dos Fluidos, na modelagem e na solução de problemas. Adquirir vivência em laboratório de Mecânica dos Fluidos, realizando experimentos e analisando dados de ensaios.
CONTEÚDO PROGRAMÁTICO: (Título e descriminação das Unidades) 2
1. Introdução 1.1 O escopo da Mecânica dos Fluidos 1.1.1 Aspectos históricos 1.1.2 Importância e aplicações na natureza e na engenharia 1.1.3 Estática, cinemática e dinâmica dos fludos 1.2 Conceitos e definições preliminares 1.2.1 Fluido 1.2.2 Meio contínuo 1.2.3 Partícula de fluido 1.3 Modelagem de fenômenos físicos e equações da Mecânica dos Fluidos 1.3.1 Conservação da massa 1.3.2 Conservação da quantidade de movimento (linear e angular) 1.3.3 Conservação da energia 1.4 Métodos de análise 1.4.1 Sistema e volume de controle 1.4.2 Enfoque integral e diferencial 1.4.3 Métodos lagrangiano e euleriano 1.5 Campos escalares e vetoriais (pressão, densidade, temperatura e velocidade) 1.5.1 Regime permanente 1.5.2 Escoamentos uni, bi e tridimensionais 1.5.3 Regime plenamente estabelecido 1.6 Trajetória, linha de corrente e linha de emissão 1.7 Campo de tensões 1.8 Viscosidade 1.8.1 Fluidos newtonianos 1.8.2 Fluidos não newtonianos 1.9 Descrição e classificação do movimentos dos fluidos 1.9.1 Escoamentos viscosos e invíscidos 1.9.2 Escoamentos laminares e turbulentos 1.9.3 Escoamentos compressíveis e incompressíveis 1.9.4 Escoamentos internos e externos 2. Estática dos Fluidos 2.1 Aplicações da Estática dos Fluidos 2.2 Pressão num ponto 2.3 Pressão e gradiente de pressão 2.4 Pressões absoluta e manométrica 2.5 Equação básica da estática dos fluidos 2.6 Sistemas hidráulicos 2.7 Forças hidrostáticas em superfícies submersas 2.8 Empuxo e estabilidade 3. Formulação Integral das Equações Básicas 3.1 Conceituação: equações globais instantâneas 3.2 Conservação da massa 3.3 Quantidade de movimento linear e equação de Bernoulli 3.4 Pressões estática, dinâmica e total (estagnação) 3.5 Medição de velocidade e de vazão 3.6 Quantidade de movimento angular 3.7 Conservação da energia 3.8 Aumento da entropia 3
4. Formulação Diferencial das Equações Básicas 4.1 Conceituação: equações locais instantâneas 4.2 Conservação da massa 4.3 Função de corrente 4.4 Aceleração de uma partícula de fluido 4.5 Qantidade de movimento 4.5.1 Equação geral 4.5.2 Equação de Navier-Stokes 4.5.3 Equação de Euler 4.5.4 Equação de Euler em coordenadas le linha de corrente 4.5.5 Equação de Bernoulli 4.6 Deformação nos fluidos (linear e angular) 4.7 Rotação nos fluidos: vetor rotação, rotacional, vorticidade e circulação 5. Experimentação em Mecânica dos Fluidos 5.1 Fundamentos da experimentação em mecânica dos fluidos 5.1.1 Análise de incertezas experimentais 5.1.2 Instrumentos e técnicas de medição e visualização de escoamentos 5.1.3 Planejamento experimental 5.2 Ensaios experimentais Prática 1: Regimes de escoamento no interior de um tubo Prática 2: Visualização de escoamentos externos Prática 3: Medição de viscosidade Prática 4: Medição de pressão, de velocidade e de vazão Prática 5: Equação de Bernoulli METODOLOGIA DE ENSINO: As aulas práticas terão duração de 2 horas e serão ministradas nos laboratórios do Departamento de Engenharia Mecânica, nos horários constantes na grade horária, em datas a serem definidas segundo o andamento do curso. PODERÁ SER INCLUÍDO ESTÁGIO DE DOCÊNCIA. BIBLIOGRAFIA BÁSICA E COMPLEMENTAR: (de tal forma que as primeiras sejam concisas e dêem conta do conteúdo programático das disciplinas) BÁSICA: FOX, R.W. & DONALD, A.T., Introdução à Mecânica dos Fluidos, Livros Técnicos e Científicos Editora S.A., 1998. COMPLEMENTAR: WHITE, F.M., Fluid Mechanics, McGraw-Hill, 1999. CRITÉRIOS DE AVALIAÇÃO DA APRENDIZAGEM: A avaliação do rendimento escolar será feita através das seguintes modalidades: a) provas e avaliações realizadas em classe; 4
b) trabalhos, projetos, seminários e ou atividades de laboratório. A média final MF será obtida pela relação: onde: MF = ( 4MP + MT ) / 5 MP = Média de provas e avaliações realizadas; MT = Média de trabalhos, projetos, seminários e de atividades de Laboratório. Para aprovação, MF = 5,0 Haverá período de recuperação (aplicação de uma prova final) EMENTA: (Tópicos que caracterizam as unidades do programa de ensino) Conceitos fundamentais. Estática dos fluidos. Equações básicas na forma integral. Análise diferencial do escoamento de fluidos. Experimentos em laboratório de mecânica dos fluidos. APROVAÇÃO: CONSELHO DE DEPARTAMENTO Aprovado em reunião de 21/03/2013. CONSELHO DE CURSO CONGREGAÇÃO Prof. Dr. André Luiz Seixlack Chefe do Depto de Engenharia Mecânica 5