2º teste para avaliação contínua

Revisões para o 2º teste: 

• escoamento em superfície livre;
• separação sólido-líquido.

Feriado

Dimensionamento de tanques de sedimentação (continuação):

• Dimensionamento do descarregador: carga sobre o descarregador; comprimento do descarregador; descarregadores em canaletes e seu dimensionamento;
• Curva de eficiência de um equipamento de separação. Cut size e limite de separação;
• Aplicações práticas

Feriado

Dimensionamento de tanques de sedimentação para pré tratamento e tratamento primário:

• Tipos de tanques quanto à alimentação e quanto à forma;
• Critérios de dimensionamento. Dimensionamento da zona de entrada; Dimensionamento da zona de sedimentação: velocidade crítica de sedimentação (vc), taxa de remoção, carga hidráulica de superfície (qo).Cálculo das dimensões do tanque (largura, comprimento, profundidade, área da superfície) e do tempo de retenção hidráulica.
• Verificação da ocorrência de scouring e de turbulência na zona de sedimentação.

Separação sólido-líquido (continuação)

• Casos em que o regime de escoamento não é conhecido: método de Heywood.
• Sedimentação discreta de partículas não esféricas: Diâmetro equivalente, Factor de forma, Método de Heywood modificado.
• Aplicações.

Aula de Laboratório

Determinação experimental das curvas características de uma bomba centrífuga para diversas velocidades de rotação.

Separação sólido-líquido

• Introdução e conceitos
• Sedimentação discreta de partículas esféricas, ou sedimentação do tipo I
• Força de arrastamento viscoso, coeficiente de arrastamento, velocidade terminal, número de Reynolds da partícula.
• Sedimentação nos regimes laminar, intermédio e turbulento. Equações de Stokes e de Newton.
• Casos em que o regime de escoamento não é conhecido: método iterativo;
• Aplicações práticas.

1º teste para avaliação contínua

Aplicações práticas da matéria até ao escoamento em superficie livre (exclusivo).

Escoamento em superfície livre (continuação):

• Breve estudo qualitativo do regime variado.
• Energia específica: Função E(h), Representação gráfica e minimização da função.
• Condições críticas de escoamento: determinação da altura crítica para secções rectangulares (fórmulas) e trapezoidais (ábaco). Regimes de escoamento torrencial e fluvial. Caracterização do escoamento.
• Aplicações práticas.

Escoamento em superfície livre:

• Nomenclatura e conceitos;
• Regime uniforme em canais artificiais e leitos naturais;
• Leis de resistência ao escoamento;
• Tipos de secção transversal: equações geométricas, secção hidraulicamente mais favorável.
• Problema directo (determinação de Q) e problema inverso (determinação de h). Resolução analítica e por iteração.
• Dedução do teorema de Bernoulli para escoamento em superfície livre. Interpretação energética dos seus termos (balanço declive/atrito). 
• Aplicações práticas.

Operação de bombas hidráulicas:

• Translação da curva característica da instalação; Translação da curva característica da bomba; Associação de bombas em paralelo e em série; potência e rendimento do conjunto.
• Verificação da cavitação: NPSHR e NPSHD; minimização da possibilidade de cavitação no projecto e na instalação de uma bomba.

• Considerações gerais; classificação; constituição e principio de funcionamento;
• Constituição de uma instalação de bombagem;
• Bombas centrífugas; curvas características; diagrama em colina e diagrama em mosaico; curvas da potência e do rendimento;
• Funcionamento de uma bomba numa instalação: curva característica da instalação; ponto de funcionamento; ponto de rendimento óptimo;

• Correcção das perdas de carga contínuas para fluidos com comportamento não newtoniano. Aplicação Às águas residuais.
• Resolução de exercícios sobre escoamento em conduta de fluidos reais com existência de estação de bombagem;
• Resolução de exercícios sobre transporte de águas residuais com comportamento não newtoniano.

Aula Prática de Laboratório:

• Medições para determinação das perdas de carga continuas em tubos com diferentes diâmetros e rugosidades;
• Medições para determinação das perdas de carga singulares em válvulas de diferentes tipos, cotovelos e filtros;
• Medições com tubo de Pitot e de Venturi.
• Explicação sobre tratamento de dados, apresentação de resultados; regras gerais para a apresentação do relatório.

• Perdas de carga singulares em escoamento sob pressão;
• Aplicações Práticas

Generalização do teorema de Bernoulli aos fluidos reais e incompressíveis (continuação): perdas de carga por fricção ou contínuas;

•  Tensão de corte sobre um fluido.
• Leis de resistência do escoamento sob pressão: Dedução da Equação geral das perdas de carga: Eq. Dracy-Weisbach; Factor de fricção de Darcy; rugosidade absoluta.
• Cálculo das perdas de carga unitárias para regime uniforme e permanente:
• Extensão ao regime laminar: equação de Hagen-Poiseuille.
• Extensão ao regime turbulento: Equação de Colebrook-White; diagrama de Moody. Leis empiricas de resistência.
• Aplicações Práticas

Cap 5. Escoamento sob pressão

Generalização da Equação de Bernoulli aos fluidos reais e incompressíveis:

•  Correcção do perfil de velocidades; coeficiente de Coriollis (escoamento global);
• Potência hidráulica: potência do escoamento, altura manométrica total; rendimento.
• Aplicações práticas.

Aplicações práticas da matéria dada até hoje (Capítulos 1, 2 e 3).

Equações de base da mecânica de fluidos (continuação):

• Conceitos fundamentais da dinâmica dos fluidos: linha piezométrica, altura cinética, carga total, linha de energia;
• Dedução da Equação de Bernoulli para fluidos ideais em regime permanente (linha de corrente);
• Aplicações do Teorema de Bernoulli: tubo de Pittot, tubo de Venturi;
•  Aplicações práticas

Equações de base da mecânica dos fluidos (continuação)

•  Quantidade de movimento de um fluido. Cálculo da força hidrodinâmica exercida por um fluido em ramificações e mudanças de direcção de tubagens. Teorema de Euler; Dimensionamento de maciços de amarração.
• Aplicações práticas

• Fundamentos de cinemática de fluidos: Campos de escoamento; Classificação temporal e espacial dos escoamentos; Tubo de fluxo; Volume de controle; Caudal; velocidade média de escoamento;   
• Equações de base da mecânica dos fluidos (perfeitos). Equação da continuidade;
• Aplicações práticas

• Forças hidrostáticas e pressões sobre paredes verticais submersas: centro de gravidade, centro de pressão;
• Equilibrio de paredes verticais submersas;
• Aplicações práticas.

• Pressão hidrostática. Princípio fundamental da hidrostática. Distribuição de pressões num fluido em repouso; Altura e cota piezométrica; 
• Medição da pressão; Manometria
• Lei de Pascal;
• Aplicações práticas

• Conceitos introdutórios: O que estuda a mecânica de fluidos; Definição de fluido; hipótese do continuum; Ferramentas de análise em mecânica de fluidos: volume de controlo, sistema infinitesimal e estudo experimental.
• Propriedades físicas dos fluidos: termodinâmicas (massa volúmica, pressão e temperatura), cinemáticas (energia cinética e energia potencial) e outras (tensão superficial, compressibilidade, pressão de saturação, viscosidade). Dimensões e unidades.
• Aplicações práticas

Apresentação da UC e das suas regras de funcionamento