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Matrícula:
Senha:

Plano de Ensino

Engenharia

Semestre:

1º de 2010

Disciplina:

Fenômenos de Transporte I

Código:

07013892

Curso:

Engenharia Civil

Carga Horária:

4

Teoria:

2

Prática:

2

Etapa:

3

Professor:

Júlio César Mendes Murat e Maria Olívia Argüeso Mengod

Objetivo:

A proposta educativa da disciplina Fenômenos de Transporte I visa ao desenvolvimento do educando como cidadão autônomo (“autonomia significa ser governado por si mesmo” Kamii, C.), de forma que este possa, através do estudo da ciência do transporte de fluidos:

• Compreender as Leis de Conservação para a sua aplicação no entendimento dos processos da natureza.

• Compreender os conceitos fundamentais e aplicações práticas dos problemas de transporte de fluidos.

• Movimentar-se com facilidade em quaisquer dos campos especializados da ciência do escoamento.

• Identificar nos problemas de transporte de fluidos, o transporte de massa, energia e de quantidade de movimento, resumindo, analisando e sintetizando informações relevantes.

• Buscar informações relacionadas aos processos que envolvem transferência de massa, energia e de quantidade de movimento, localizando-as, identificando-as e reunindo-as de forma integrada e organizada.

• Observar cientificamente e resolver problemas da prática industrial, do cotidiano e de pesquisa associados aos processos em que ocorre transporte de fluidos.

• Compreender o significado das informações relacionadas à transferência de massa, energia e de quantidade de movimento encontradas em textos, esquemas e figuras de revistas, livros, jornais, enciclopédias, dicionários técnicos ou não, handbooks, internet, patentes e relatórios técnicos, posicionando-se sempre criticamente em relação às informações encontradas.

• Perceber a importância do transporte de fluidos nos processos industriais, no cotidiano e na manutenção da vida, entendendo a interação homem/meio-ambiente/atividades econômicas.

• Trabalhar e debater em grupo.

• Construir teorias científicas relacionadas ao transporte de fluidos.

• Desenvolver e aprimorar o raciocínio científico.

• Posicionar-se criticamente enquanto engenheiro e cidadão.

• Perceber-se como agente responsável pelo desenvolvimento da engenharia e do próprio Brasil.

Ementa:

O Fluido e suas propriedades fundamentais.
As leis de conservação e as equações de balanço para volumes de controle. 

Metodologia:

O planejamento das aulas é pautado na teoria do construtivismo (Coll, C.; Martin, E.; Mauri T.; Miras, M.; Onrubia, J.; Solé, I.; Zabala, A, O Construtivismo na Sala de Aula, Editora Ática, 1996, de Carvalho, A.M.P. Ensino de Ciências: Unindo a pesquisa e a prática. Thompson, 2004) com ênfase no enfoque de mudança conceitual proposto por Posner et al.(Posner, G.J. Strike, K.A.; Hewson, P.W.; Gertzog, W.A, Accommodation of a scientific conception: toward a theory of conceptual change. Science Education, v. 6, n.2, p. 211-227 1982). Através da propositura de experiências ou de problemas, objetiva-se criar meios de significação e de criação de conflitos conceituais de modo que os educandos adquiram uma atitude de investigação, através da qual construirão a teoria e uma metodologia de resolução de problemas de transporte de fluidos.

Critério:

MF = 0.55 MP + 0.45PAFe + min {0.5,PA}

sendo, MF a média final, PAF a prova final de avaliação do curso, MP a média parcial, calculada como:

MP=0.2P1+0.4P2+0.4P3

sendo, P1 a P3 avaliações intermediárias.

e PA a nota de participação, calculada como a média de listas de exercícios e estudos dirigidos e pontuações obtidas por participação em atividades propostas. 

Conteúdo Programático:

1. Fundamentos de fenômenos de transporte.
   1.1 As grandezas físicas que se conservam: massa, quantidade de movimento e energia. 
   1.2 Volume de controle e sistema. 
   1.3 As leis de conservação e as equações de balanço. 
   1.4 Metodologia de modelagem de processos na visão da ciência de fenômenos de transporte. 
   1.5 Advecção e os mecanismos de transporte.

2. Conceitos termodinâmicos relacionados com o cálculo de propriedades 
   2.1 Propriedades Intensivas e Extensivas
   2.2 Gases Ideais: critérios para a adoção da hipótese de idealidade e cálculo da densidade, entalpia e energia interna 
   2.3 Pressão de saturação, tabelas de vapor e os diagramas de fase 
   2.4 Cálculo da energia interna e da entalpia de substâncias simples e título

3. Fundamentos e mecanismos de transporte de fluidos. 
   3.1 Definição e classificação de fluidos.
   3.2 Classificação e caracterização de escoamentos: 
      3.2.1 Escoamento compressível e incompressível: o número de Mach. 
      3.2.2 Regimes de escoamento: laminar, turbulento e de transição. 
      3.2.3 Escoamento viscoso e não viscoso. 
   3.3 Desenvolvimento de escoamento e conceito de camada limite. 
  3.4 Cavitação e predição de ocorrência pelo cálculo da pressão de saturação. 
   3.5 O conceito de carga. 
   3.6 Diâmetro hidráulico. 
   3.7 Cálculo do fator de atrito em dutos. 
   3.8 Cálculo da perda de carga em singularidades.

4. As leis de conservação na abordagem macroscópica. 
   4.1 Balanço de massa. Estudo de processos estacionários e transitórios. 
   4.2 Balanço de quantidade de movimento linear: aplicação para fluidos em escoamento incompressível. Cálculo de forças, de velocidade e da queda de pressão. 
   4.3 Balanço de energia macroscópico: cálculo do aquecimento de fluidos no escoamento adiabático em dutos. 
   4.4 Combinação do balanço de energia com o balanço de quantidade de movimento: o balanço de energia mecânica. 
      4.4.1 Relação entre atrito e energia térmica. 
      4.4.2 As máquinas de fluxo e o cálculo do rendimento. 
      4.4.3 Aplicação para escoamento interno: um único duto, dutos em série e em paralelo.

5. As leis de conservação na abordagem microscópica: aplicações. 
   5.1 Estática de fluidos. 
   5.2 Estabelecimento de perfis de velocidade em escoamento laminar.

6. Modelagem de medidores de vazão (Venturi, Placa de orifício e Pitot) e de pressão (barômetros, manômetros, piezômetros).

Bibliografia:

Básica
BIRD, R.B.; STEWART, W.R.; LIGHTFOOT, E.N. Fenômenos de Transporte. LTC, 2004(nas notas de aula é referenciada como Bird) capítulos cobertos no curso: 0, 1, 2, 5 a 8

WHITE, F.M. Mecânica dos fluidos. McGraw-Hill, 2002 (nas Notas de aula é referenciada como White) capítulos cobertos no curso: 1 a 3 e 6

BRODKEY, R.S.; HERSHEY, H.C. Transport phenomena: a unified approach. Brodkey Publishing., v.1 e 2, 1989 capítulos cobertos no curso: 1 a 7, 10 e 15