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Objectivos de Aprendizagem |
O objetivo geral desta unidade curricular é complementar o corpo de conhecimentos e competências de base na área disciplinar da Mecânica dos Fluidos. Neste caso focado em aplicações muito concretas encontradas em sistemas e processos envolvendo fluidos. Os resultados da aprendizagem focam-se no seguinte conjunto de aptidões e competências: 1. Conhecer o escoamento em regime compressível em regime estacionário e não estacionário; 2. Conhecer os diferentes tipos de turbomáquinas; 3. Ser capaz de descrever, com recurso às equações fundamentais, a operação de máquinas axiais e centrífugas, de ação e reação; 4. Estabelecer as condições do estabelecimento do golpe de aríete; 5. Ser capaz de inserir turbomáquinas em redes de fluidos. 6. Ser capaz de utilizar programas de CFD para modelar o escoamento em turbomáquinas.
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Conteúdos programáticos |
Os conteúdos programáticos incluem os seguintes tópicos:
1.Introdução.
2. Escoamentos externos: Força resultante sobre corpo imerso num escoamento, componentes de atrito e pressão e coeficientes aerodinâmicos
3. Escoamento compressível unidimensional: A velocidade do som - número de Mach. Gases perfeitos. Escoamento estacionário, isentrópico e adiabático e escoamento isentrópico com mudanças de secção.
4. Linhas de transporte de fluidos: perda de carga na linha; redes de tubagens (método de Hardy). O software PumpSIM. Incorporação de bombas e ventiladores e de máquinas motrizes.
5. Escoamento em turbomáquinas; trocas de energia e rendimentos;
6. Análise dimensional, curvas características, velocidade específica e geometria da máquina;
7. Influência do número de Reynolds; cavitação; equações de Euler e de Bernoulli num rotor;
8. Escoamento em turbomáquinas radiais e axiais;
9. Ondas de pressão em condutas, golpe de aríete;
10. Conceção de instalações com turbomáquinas e modelação
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Bibliografia principal |
• Slides e apontamentos das aulas.
• Gerhart, P., Hochstein, J. and Gerhart, A. (2021). Munson, Young and Okiishi's Fundamentals of Fluid Mechanics, International Adaptation. 9th edition. Wiley Global Education UK.
• J. C. Páscoa (2017), Turbomáquinas, uma abordagem moderna, Engebook, Publindústria.
• L. A. Oliveira, A. G. Lopes (2010): Mecânica dos Fluidos, LIDEL/ETEP, Lisboa.
• C. Kleinstreuer (2018), Modern Fluid Dynamics, CRC Press.
• Robert D. Zucker, Oscar Biblarz (2019): Fundamentals of Gas Dynamics, John Wiley & Sons
• J. E. Matsson (2019) An Introduction to SOLIDWORKS Flow Simulation 2019, SDC Publications
• Chasm Consulting, The Howden Group (2024) PumpSIM 3D Pumping Simulation Software User Manual (https://pumpsim.com/)
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