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Escola de Engenharia Departamento de Engenharia Química

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Academic year: 2021

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Escola de Engenharia

Departamento de Engenharia Química

Dados de identificação

Disciplina: Transferência de Quantidade de Movimento – Turma N Período Letivo: 2020/1

Professor Responsável: Nilo Sérgio Medeiros Cardozo

Sigla: ENG07021 Créditos: 4

Carga Horária: 60 h CH Autônoma: h CH Coletiva: h CH Individual: h

Súmula

Princípios de transferência de quantidade de movimento. Equações de continuidade, movimento e energia estática dos fluidos. Equações de projeto para sistemas de transporte de fluidos.

Currículos

Currículos Etapa Pré-Requisitos Natureza

Engenharia Química

5º Semestre

ENG07020 (TCM I) e ENG07024 (Intr Proc Eng Quim) e MAT01168 (Mat Aplic II) e QUI03309

(Fis Quim I-B) Obrigatória

Objetivos

Geral: Apresentar aos alunos os conceitos básicos de Transferência de Quantidade Movimento e capacitá-los em sistemas de transportes de fluidos Newtonianos e Não-Newtonianos.

Específicos: Ao final do curso os alunos deverão estar aptos a: - Classificar os fluidos com relação às suas características reológicas. - Verificar quanto a condições estáticas e dinâmicas o seu comportamento.

- Obter soluções de diferentes tipos de escoamento a partir das equações de Euler e de Navier-Stokes.

- Aplicar de maneira adequada a equação de Bernoulli.

- Avaliar os efeitos de atrito em escoamentos completamente desenvolvidos e em escoamentos de camada limite.

- Calcular perda de carga em tubulações longas e curtas

- Calcular a potência de bombeamento requerida para sistemas de tubulações industriais.

Conteúdo Programático

Semana Título Conteúdo

1 1. Conceitos Fundamentais Definição de fluido e de mecânica de fluidos; equações básicas; revisão de vetores e tensores.

2 1. Conceitos Fundamentais (cont.) Sistema e volume de controle; enfoques integral e diferencial; meios contínuos e não

contínuos; coordenadas espaciais e materiais 3 1. Conceitos Fundamentais (cont.) Forças de superfície e de

campo; tensão (definição da tensão em um ponto como tensor); convenções de sinal e de índices para o tensor das tensões; interpretações físicas para o tensor das tensões; deformação e taxa de deformação.

(2)

4 2. Estática dos fluidos Equações constitutivas

mecânicas, Fluidos newtonianos e não-newtonianos, tipos de desvio com relação ao comportamento newtoniano. 5 3. Forma Integral das Equações de

Transporte Balanço de massa; balanço de quantidade de movimento 6 3. Forma Integral das Equações de

Transporte (cont.)

Balanço de quantidade

movimento (cont.); balanço de energia.

7 4. Equações de balanço na forma diferencial Balanço de massa: forma geral da equação da continuidade e simplificação para escoamentos estacionários e escoamento incompressíveis.

8 4. Equações de balanço na forma diferencial (cont.)

Função corrente e linhas de corrente; operador rotacional e escoamentos irrotacionais; escoamentos viscosos e escoamentos invíscidos, escoamento potencial. 9 4. Equações de balanço na forma diferencial

(cont.)

Balanço de quantidade de movimento linear; equação de Navier-Stokes;

10 4. Equações de balanço na forma diferencial (cont.)

Equação de Euler. Equação de Bernoulli. Tubos de Pitot 11 5. Análise dimensional Importância da análise

dimensional; determinação de grupos adimensionais pelo teorema de Buckingham; 12 5. Análise dimensional (cont.) Semelhança entre

escoamentos; determinação de grupos adimensionais a partir da adimensionalização de modelos.

13 6. Escoamentos viscosos Definições (regimes laminar e turbulento, escoamento completamente desenvolvido, comprimento de entrada), determinação de perfis em escoamentos laminares completamente desenvolvidos. 14 6. Escoamentos viscosos (cont.) Escoamentos turbulentos

plenamente desenvolvidos, decomposição de Reynolds.

15 6. Escoamentos viscosos (cont.) Camada limite: conceito, espessura, solução de Blasius 16 6. Escoamentos viscosos (cont.) Camada limite (cont.): solução

de von kármán, separação 17 6. Escoamentos viscosos (cont.) Perda de carga: definição,

cálculo de perdas de carga distribuídas e localizadas (fator de atrito, diagrama de Moody, correlações)

18 Atividades de recuperação

Metodologia

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- apresentação do conteúdo por meio de vídeo-aulas

- atividade síncrona (videoconferência) para esclarecimento de duvidas (uma vez por semana em um dos horários oficias da disciplina)

- Tarefas para fixação de conteúdo e/ou desenvolvimento do aluno em termos de análise de problemas práticos (proposição de soluções para problemas propostos, execução de

pequenos projetos, discussão orientada de problemas específicos, etc.)

- Questionários de avaliação e problemas propostos na forma de atividade síncrona, realizada no HORARIO DE AULA. (Obs.: (i) a recuperação de atividade síncrona poderá ser feita na forma de uma prova oral ou resolução de problemas em horário agendado, dentro de no máximo 7 dias a partir da data da atividade a ser recuperada; durante a atividade de recuperação, o aluno deverá ter o vídeo habilitado).

Haverá pelo menos uma tarefa de fixação e pelo menos um questionário de avaliação para cada conteúdo quinzenal, além de tarefas e questionários periódicos relativos ao conteúdo acumulado.

- Caso ocorra mudança das disposições da UFRGS, com liberação para realização de atividades presenciais, uma parcela ou o total das atividades de avaliação previstas para realização remota será substituída por testes ou provas realizadas presencialmente.

Informações sobre Direitos Autorais e de Imagem:

Todos os materiais disponibilizados são exclusivamente para fins didáticos, sendo vedada a sua utilização para qualquer outra finalidade, sob as penas legais.

Todos os materiais de terceiros que venham a ser utilizados devem ser referenciados, indicando a autoria, sob pena de plágio.

A liberdade de escolha de exposição da imagem e da voz não isenta o aluno de realizar as atividades originalmente propostas ou alternativas;

Todas as gravações de atividades síncronas devem ser previamente informadas por parte dos professores.

Somente poderão ser gravadas as atividades síncronas propostas mediante concordância prévia dos professores e colegas, sob as penas legais.

É proibido disponibilizar, por quaisquer meios digitais ou físicos, os dados, a imagem e a voz de colegas e do professor, sem autorização específica para a finalidade pretendida.

Os materiais disponibilizados no ambiente virtual possuem licença de uso e distribuição específica, sendo vedada a distribuição do material cuja a licença não permita ou sem a autorização prévia dos professores para o material de sua autoria.

Carga Horária

Teórica: 60 horas Prática: 0 horas

Experiências de Aprendizagem

Leituras orientadas e discussão sobre aspectos específicos do conteúdo programático. Desenvolvimento de competência para elaboração de relatórios de atividade e para trabalho em equipe.

Entendimento dos conceitos básicos de Transferência de Quantidade Movimento e capacidade de resolução de problemas práticos em sistemas de transportes de fluidos Newtonianos e Não-Newtonianos.

Critérios de Avaliação

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- N2: Media ponderada das notas das atividades correspondentes aos Capítulos 4 a 5. - N3: Media ponderada das notas das atividades correspondentes ao Capítulos 6.

- Obs.: Os pesos de cada atividade serão divulgados quando da publicação destas no Moodle. - Nota final: NF = “(N1 + N2 + N3)/3

- Para aprovação o aluno deverá ter NF  6.0 e nenhuma nota inferior a 4.0 nos itens N1, N2 e N3.

De acordo com a Resolução do CEPE sobre o ERE, durante o período em que perdurar o ERE, fica inaplicável a atribuição de conceito FF, prevista no Parágrafo 2º, do Artigo 44, da Resolução nº 11/2013 do CEPE.

Para os estudantes matriculados até o final do período e que deixaram de participar da Atividade de Ensino, deverá ser atribuído o registro NI (Não Informado) no campo de conceito do sistema acadêmico.

Para os casos previstos no Parágrafo 1º, a justificativa do registro NI deverá conter a referência ao período de excepcionalidade.

Os casos de não informação de conceito durante o ERE, deverão ser resolvidos até o fim do segundo período letivo, após o fim da situação emergencial de saúde.

Atividades de Recuperação Previstas

- Realização de uma prova síncrona ou tarefas adicionais.

Prazo para Divulgação dos Resultados das Avaliações

Os resultados das avaliações serão divulgadas pelo menos 72h antes da realização da atividade de recuperação.

Bibliografia

A Bibliografia Básica Essencial deve estar disponível de forma digital. Básica Essencial

FOX, R.W. e McDONALD, A.T. , Introdução à Mecânica dos Fluidos, https://bit.ly/3gq0TxV

BIRD, R.B.; STEWART, W.E. e LIGHFOOT, E.N., Fenômenos de Transporte https://bit.ly/3gwmDZa

Básica

Complementar

WHITE, F.M.,Mecânica dos Fluidos, https://bit.ly/2Xm3Qbq

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Referências

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