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Guia da Disciplina Mecânica dos Fluidos
Sumário
1. Apresentação do guia.................................................................................................. 2
2. Informações sobre a disciplina.................................................................................... 3
3. Equipe.......................................................................................................................... 3
4. Objetivos da disciplina................................................................................................ 4
5. Desenvolvimento da disciplina................................................................................... 4
6. Cronograma geral........................................................................................................ 5
7. Critérios de avaliação e recuperação........................................................................... 6
8. Freqüência................................................................................................................... 6
9. Bibliografia...................................................................... ............................................. 6
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1 Apresentação do Guia
Seja bem‐vindo à disciplina Mecânica dos Fluidos
O Guia dessa disciplina foi formulado com o objeto de fornecer informações sobre o curso
de Mecânica dos Fluidos para que o estudante possa se planejar no desenvolvimento das
atividades didáticas que norteiam a disciplina. Esse guia se constitui em um instrumento de
consulta ao longo das oito unidades semanais de estudo.
O estudo dos princípios dos fenômenos de transporte tem um papel importante na formação
de qualquer tipo de engenheiro e tecnólogo, pois ajuda na compreensão e solução dos
problemas que envolvem escoamento de fluidos, transporte de calor e transferência de
massa.
A disciplina Mecânica dos Fluidos objetiva transmitir ao aluno os princípios básicos e os
conceitos da Mecânica dos Fluidos, que são essenciais na análise e projeto dos sistemas em
que o fluido é o meio atuante.
Os tópicos abordados são: Introdução à Mecânica dos Fluidos;Estática dos fluidos;Balanço
global de massa; Balanço global de energia;Balanço global de quantidade de movimento;
Escoamento em camada limite; Distribuição de velocidade e atrito no escoamento
turbulento e Equações de projeto para escoamento de fluidos incompressíveis.
Leiam com atenção este guia, antes de iniciar as atividades propostas na disciplina. No
andamento da disciplina, quando surgir eventualmente alguma dúvida, consulte esse guia
novamente, antes de enviar perguntas às tutoras. Procure sempre direcionar perguntas à
equipe que abordem o conteúdo específico em cada unidade.
Desejamos a todos um bom aproveitamento no curso.
Bom estudo a todos!
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2. Informações sobre a Disciplina
Os tópicos desta disciplina Mecânica dos Fluidos abordam questões referentes ao
comportamento dos fluidos que envolvem os processos químicos, visando assim abordar os
balanços globais: de massa, de energia e quantidade de movimento.
No curso de Tecnologia Sucroalcooleira, a disciplina Mecânica dos Fluidos fornece os
conceitos básicos para a disciplina Operações Unitários: Transporte de Fluidos. Esses
conceitos também serão usados na disciplina Transmissão de Calor, pois no estudo da
transferência de calor por convecção, deve-se conhecer o comportamento dos fluidos em
movimento.
Diante do exposto seguem as informações técnicas da disciplina:
1. Curso: Mecânica dos Fluidos
2. Modulo: III
3. Ementa: A disciplina Mecânica dos Fluidos apresenta e aborda os princípios básicos e
os conceitos da Mecânica dos Fluidos, que são essenciais na análise e projeto dos sistemas
em que o fluido é o meio atuante. Assim o conteúdo dessa disciplina divide-se: Introdução
à Mecânica dos Fluidos; Estática dos fluidos; Balanço global de massa; Balanço global de
energia; Balanço global de quantidade de movimento; Escoamento em camada limite;
Distribuição de velocidade e atrito no escoamento turbulento e Equações de projeto para
escoamento de fluidos incompressíveis.
4. Créditos: 4 créditos
5. Carga horária: 60 horas
6. Período de duração 8 unidades semanais de estudo
Inicio: 23/01/2012
Término: 13/04/2012
Data de Prova: 24/03/2012
Data Prova Substitutiva: 15/04/2012
7. Recuperação: 02 a 12/04/2012
Data de Prova: 15/04/2012
3. Equipe
3.1. O Professor
Wu Hong Kwong formou-se em Engenharia Química em 1978 pela Escola Politécnica da
Universidade de São Paulo (EPUSP). Em 1979, ingressou no corpo docente do
Departamento de Engenharia Química da Universidade Federal de São Carlos
(DEQ/UFSCar). Simultaneamente, iniciou o seu mestrado na EPUSP e o concluiu em 1985.
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No primeiro semestre de 1987, ministrou a disciplina Análise de Processos Químicos, do
curso de Engenharia Química da Universidade Federal de Uberlândia (UFU). Nesse ano,
iniciou o seu doutorado na EPUSP e o concluiu em 1992. A partir de 1992 passou a
integrar o corpo docente do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química da
UFSCar, ministrando disciplinas na área de simulação e controle de processos químicos.
Em 2007, passou a integrar o corpo docente do curso de Tecnologia Sucroalcooleira da
UAB-UFSCar. Foi vice-chefe do DEQ/UFSCar em 2005, e chefe no triênio 2006-2008. Em
2009, iniciou as suas atividades como tutor do Programa de Educação Tutorial do Curso de
Engenharia Química da UFSCar, e em 2011 passou também a exercer o cargo de
Coordenador do Curso de Engenharia Química da UFSCar. Ao lado dessas realizações,
escreveu alguns apontamentos em controle de processos: Introdução ao Controle de
Processos Químicos com MATLAB (volumes 1 e 2), Controle Digital de Processos
Químicos com MATLAB e SIMULINK e Controle Preditivo com MATLAB; publicados pela
EdUFSCar.
3.2. As tutoras
Érica Rodrigues Tognetti
Meu nome é Érica Rodrigues Tognetti e serei tutora de vocês de Mecânica dos Fluidos,
juntamente com a Alcione. Estou muito feliz em participar dessa disciplina. Estou à
disposição de vocês para tirar dúvidas, ajudar na organização da agenda e para tudo mais
que precisarem!Sou engenheira química, formada pela UFSCar, tenho mestrado em
controle ambiental e atualmente trabalho com Gestão de Recursos Hídricos no DAEE. A
primeira disciplina da qual fui tutora foi Mecânica dos Fluidos no curso de Tecnologia
Sucroalcooleira em 2008. Depois participei de Termodinâmica, OP-Transferência de Calor,
Química Geral, Introdução ao Controle de Processos e à Instrumentação todos pela TS e
Balanço de Massa e Energia e Fenômenos de Transporte no curso de Engenharia
Ambiental. Gosto muito de trabalhar com educação a distância!Bom estudo a
todos!Abraço,Érica
Alcione Francisco de Almeida
Meu nome é Alcione Francisco de Almeida, serei a tutora de vocês na Disciplina
Introdução ao Controle de Processos e à Instrumentação (IPCI) do Curso de Tecnologia
Sucroalcooleira / SeaD / UFSCar.
Sou formada em Licenciatura em Ciências Exatas pelo IFSC-USP e tenho Especialização
em EaD pela UNIFRAN – um curso totalmente à distância. Venho atuando como tutora dos
Cursos de Tecnologia Sucroalcooleira, Engenharia Ambiental e Sistemas de Informação.
Atualmente sou aluna do Curso de Mestrado em Engenharia Química na área de Controle
Ambiental. A EaD é uma área a qual gosto muito, pois acredito que atuar com ensino a
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distância significa contribuir no processo de ensino-aprendizagem dos “aprendentes”
virtuais, interagindo e compartilhando experiências com disciplina e dedicação, tudo se
torna possível, neste fascinante mundo de aprendizagem virtual. Sempre estarei à
disposição para auxiliá-los em tudo que precisarem. Assim, estarei acessando com
freqüência o Ambiente Moodle pela tarde e a noite. Desejo Boa Sorte a todos vocês!!
Dúvidas, sugestões, contem comigo!!! Alcione
4. Objetivos desta disciplina
Compreender os fundamentos da mecânica dos fluidos, tendo como eixo central o projeto
de sistemas bomba-tubulação, que são comuns em indústrias de processo e,
particularmente, em indústrias sucroalcooleiras.
Determinar a pressão em diferentes pontos dos sistemas bomba-tubulação.
Aplicar os balanços globais de massa, energia e quantidade de movimento em sistemas
simples com uma entrada e uma saída.
Determinar a perda por atrito nos escoamentos de fluidos incompressíveis em tubos
circulares.
Calcular a potência da bomba em sistemas bomba-tubulação.
5. Roteiros de Estudo da Disciplina
Unidade 1 Nesta Unidade, são apresentados alguns conceitos importantes em Mecânica dos Fluidos.
Também são apresentados os vários tipos de fluidos e suas diferenças, mas, não se
preocupem com a parte matemática, pois no curso, consideraremos apenas os fluidos
newtonianos. Uma definição importante é o número de Reynolds para escoamentos no
interior de tubos. E finalizando, são dados dois exemplos onde vocês terão que rever os
conceitos de integral em um círculo.
Unidade 2 Nesta Unidade, são apresentados alguns conceitos importantes em estática dos fluidos, isto
é, o fluido está parado. Dêem bastante atenção à parte de manometria, pois é a parte mais
importante em termos de aplicação. Estudem bem os exemplos. Não deixem de fazer os
exercícios
Unidade 3 Nesta Unidade, é desenvolvido o balanço global de massa. Dêem bastante atenção neste
desenvolvimento, pois entendendo bem isto, facilitará os seus estudos das próximas duas
unidades. Agora, não se preocupem com as integrais dupla e tripla, pois não vão precisar
resolver elas. Ainda bem!! Usaremos apenas o balanço para sistemas simplificados. Não
deixem de fazer os exercícios.
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Unidade 4 Nesta Unidade, é desenvolvido o balanço global de energia e em seguida o balanço global
de energia mecânica. É este último que usaremos na disciplina. Da mesma forma que a
Unidade 3, apenas o balanço para sistemas simplificados será usado. Não deixem de fazer
os exercícios.
Unidade 5 Nesta Unidade, é desenvolvido o balanço global de quantidade de movimento. Da mesma
forma que as Unidades 3 e 4, apenas o balanço para sistemas simplificados será usado.
Não deixem de fazer os exercícios.
Unidade 6 Nesta Unidade, é apresentado o conceito de camada limite. São fornecidas equações para
traçar o perfil de velocidades no interior da camada limite laminar e a definição do número
de Reynolds em escoamento sobre placa plana. E finalizando, são apresentadas as
definições de coeficientes de resistências.
Unidade 7 Nesta Unidade, é apresentado escoamento turbulento em tubos e expressões para traçar os
perfis de velocidades.
Unidade 8 Esta Unidade é a mais importante em termos de aplicação. Portanto, dêem bastante
atenção ao seu estudo. Um ponto que merece cuidado é o fator de atrito.
Desafortunadamente, encontramos duas definições que diferem entre si de um fator 4.
Portanto, tomem muito cuidado quando forem fazer os cálculos e usar o fator correto. Não
deixem de fazer os exercícios.
6. Cronograma Geral
Nessa disciplina estão previstas atividades síncronas (chats quinzenais com as tutoras e
webconferências com o Professor da disciplina) e uma avaliação presencial. A seguir
encontra‐se o cronograma das atividades; você pode, também, consultar a agenda do
curso.
6.1. Duração em horas de cada unidade: 8 horas semanais (leitura do material impresso,
pesquisa bibliográfica, elaboração das atividades)
6.2. Datas de início de término de cada unidade
Unidade 1 23/01 ‐ 29/01
Unidade 2 30/01 ‐05/02
Unidade 3 06/02 ‐ 12/02
Unidade 4 13/02 ‐ 20/02 Unidade 5 21/02 ‐ 28/02
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Unidade 6 29/02 ‐ 06/03
Unidade 7 07/03 ‐13/03
Unidade 8 14/03 ‐ 22/03
6.3. Datas de atividades presenciais (avaliação presencial no pólo): 24/03/2012
6.4. Datas previstas de atividades síncronas:
Webconferência com o Professor da Disciplina
(Unidades 1 a 4): 23/02/2012 ‐ 19:00 ‐ 20:00 h
(Unidades 5 a 8): 21/03/2012 ‐ 19:00 ‐ 20:00 h
Chat com as tutoras e com o Professor: serão quinzenais e marcados com
antecedência no transcorrer da disciplina.
7. Critérios de Avaliação
Cada unidade terá uma atividade avaliativa. Estas atividades terão 49% do peso na nota
e a prova presencial terá os outros 51% do peso. Sendo que a nota final será a média das
atividades avaliativa mais a prova presencial.
A recuperação contará o valor da nota da prova substitutiva mais as atividades
avaliativas realizadas no transcorrer da disciplina.
8. Frequencia
Será considerado como frequencia a participação dos alunos no fórum e na entrega das
atividades avaliativas.
9. Bibliografia
Fenômenos de Transporte; C. O. Bennett e J. E. Myers - Mc Graw Hill do Brasil, São
Paulo, 1978
Mecânica dos Fluidos 4a edição - Frank M. White -Mc Graw Hill do Brasil, Rio de
Janeiro, 2002
Fundamentos da Mecânica dos Fluidos; Bruce R. Munson, Donald F. Young Theodore
H. Okiishi Edgar Blücher, São Paulo, 1997
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Mecânica dos Fluidos - Merle C. Potter, David C. Wiggert -Thomson, São Paulo, 2004
Transport Phenomena. A Unified Approach R. S. Brodkey H. C. Hershey Mc Graw
Hill, Singapore, 1988