7- HDR-11 (1)

Prévia do material em texto

- 1 de 9 - 
 PARTE B: SUMÁRIO 
CURSO DE APERFEIÇOAMENTO PARA OFICIAL DE MÁQUINAS – APMA 
SEGUNDA FASE: ENSINO PRESENCIAL 
DISCIPLINA: HIDRODINÂMICA 
PRÉ-REQUISITO: NÃO SE APLICA 
CARGA HORÁRIA TOTAL: 52 HORAS-AULA (39 HORAS) 
SIGLA: HDR-11 JUN/2021 
1. PROPÓSITO GERAL DA DISCIPLINA 
 
Proporcionar ao aluno conhecimentos para aplicar os conceitos básicos da hidromecânica clássica 
nas análises dos fenômenos físicos de escoamento em uma praça de máquinas marítimas. Visa a 
cumprir os requisitos mínimos obrigatórios de conhecimento, entendimento e proficiência relativos 
aos padrões de competências no nível gerencial de Subchefe de Máquinas e Chefe de Máquinas, 
definidos na coluna 1 da Tabela A-III/2 do Código STCW-78 da respectiva Convenção. 
 
 
2. UNIDADE DE ENSINO E CONTEÚDOS 
Carga 
Horária 
E¹ P¹ T¹ 
1- Conhecimentos básicos 6 - 6 
1.1- planilha excel (operação, cálculos, geração de gráficos); 
1.2- conceito de derivada; 
1.3- aplicação de derivadas de algumas funções; 
1.4- cálculos de derivadas em planilhas excel; 
1.5- conceito de integral; 
1.6- regras para integrais indefinidas; 
1.7- métodos de integração numérica (trapézio e de Simpson 1/3) na solução de 
problemas básicos; 
1.8- cálculos de integração numérica, aplicação das regras do trapézio e Simpson 
1/3, com o auxílio de planilhas excel; 
1.9- definição de fluidos (geral); 
1.10- definição dos diferentes tipos de fluidos (incompreensíveis, 
compreensíveis, Newtonianos e Viscosos), visando à diferença entre eles; 
1.11- lei de Newton sobre viscosidade; 
1.12- teoria de Prandtl para a camada - limite e as diferentes regiões de 
escoamento; e 
1.13- cálculo dos números de Reynolds e de Froude de diversos tipos básicos de 
escoamento, com o auxílio de planilhas excel. 
2- Ferramentas matemáticas e métodos especiais de análise 8 - 8 
2.1- "diferenciais totais" x "derivadas parciais”, com aplicação dos conceitos na 
resolução de cálculos simples, envolvendo derivações parciais de funções 
compostas; 
2.2- decomposição de vetores; 
- 2 de 9 - 
2.3- cálculo dos produtos escalar e vetorial de dois vetores; 
2.4- definição de operador vetorial nabla ( ), utilizando o método do 
volume de controle; 
2.5- definição de gradiente, divergente e rotacional; 
2.6- definição de aceleração substantiva (convectiva + função do tempo); e 
2.7- aceleração de uma partícula fluida a partir do campo de velocidades. 
3- Conservação da massa e equação de Bernoulli 10 - 10 
3.1- método do volume e superfícies de controle na dedução das formas integrais 
da lei da conservação da massa; 
3.2- lei da conservação da massa nos cálculos de vazão em sistemas tubulares; 
3.3- equação de Bernoulli; 
3.4- aplicação da equação de Bernoulli, combinando seus termos com os da 
conservação da massa, abrangendo velocidades e pressões em dutos, saídas 
de tanques, e etc., com o auxílio das planilhas excel; 
3.5- aplicação da equação de Bernoulli nas descrições, análises de 
funcionamento e geração das expressões analíticas, que regem os 
funcionamentos dos medidores (placa de orifício, tubo venturi, de prandtl, 
pitot e tubo aberto); e 
3.6- resolução de problemas com o emprego da geração de gráficos pertinentes 
e suas análises, usando planilhas excel. 
4- A conservação da quantidade de movimento 12 - 12 
4.1- equação da Quantidade de Movimento, em sua forma integral, aplicando o 
método do volume de controle e a equação da continuidade; 
4.2- expressões analíticas para os cálculos das forças fluidas que atuam em 
"pás", curvas em canalizações, etc., nas praças de máquinas de bordo; 
4.3- equações básicas na avaliação de exemplos de problemas práticos, com o 
auxílio do computador; e 
4.4- resolução de problemas práticos, incluindo a geração de gráficos pertinentes 
e análises dos mesmos, com o auxílio das planilhas excel. 
5- A conservação da quantidade de movimento angular 12 - 12 
5.1- equação Integral da Conservação da Quantidade de Movimento Angular 
utilizando o método do volume de controle; 
5.2- expressões usadas nos cálculos do conjugado e potência das Turbomáquinas 
comuns e de francis (reação), utilizando o princípio da Conservação da 
Quantidade de Movimento Angular; 
5.3- resolução de problemas práticos, com o auxílio do computador; 
5.4- termos das equações que governam o escoamento potencial; 
5.5- combinação das Equações da Continuidade e de Navier-Stokes, para 
deduzir a Equação de Laplace, que governa os escoamentos potenciais; e 
5.6- termos da equação integral que evidencia o 1º Princípio da Termodinâmica, 
aplicado aos escoamentos. 
AVALIAÇÃO 4 - 4 
CARGA HORÁRIA TOTAL EM HORAS-AULA 52 52 
- 3 de 9 - 
PARTE C: PROGRAMA DETALHADO DA DISCIPLINA 
 
1. OBJETIVOS ESPECÍFICOS 
RE
2
 RB
2
 RI
2
 
1- Conhecimentos básicos (6 horas-aula) RE1 
RE2 
RE3 
RE4 
RE5 
RB2 
RB3 
RB5 
RB8 
RB9 
 
RI1 
RI2 
RI3 
RI4 
1.1- utilizar a planilha excel (operação, cálculos, geração de gráficos); 
1.2- conceituar derivada; 
1.3- aplicar as derivadas de algumas funções; 
1.4- efetuar cálculos de derivadas em planilhas excel; 
1.5- conceituar integral; 
1.6- aplicar as regras para integrais indefinidas; 
1.7- utilizar os métodos de integração numérica (trapézio e de Simpson 1/3) 
na solução de problemas básicos; 
1.8- efetuar cálculos de integração numérica, aplicando as regras do trapézio 
e Simpson 1/3, com o auxílio de planilhas excel; 
1.9- definir fluidos (geral); 
1.10- distinguir os tipos de fluidos (incompreensíveis, compreensíveis, 
Newtonianos e Viscosos), diferenciando-os; 
1.11- enunciar a Lei de Newton sobre viscosidade, aplicando-a; 
1.12- aplicar a teoria de Prandtl para a camada – limite, descrevendo as 
diferentes regiões de escoamento; e 
1.13- calcular os números de Reynolds e de Froude de diversos tipos básicos de 
escoamento, com o auxílio de planilhas excel. 
2- Ferramentas matemáticas e métodos especiais de análise 
(8 horas-aula) 
RE1 
RE2 
RE3 
RE4 
RE5 
RB2 
RB3 
RB5 
RB8 
RB9 
RI1 
RI2 
RI3 
RI4 
2.1- diferenciar "Diferenciais Totais" x "Derivadas Parciais, aplicando os 
conceitos na resolução de cálculos simples, envolvendo derivações 
parciais de funções compostas; 
2.2- decompor vetores; 
2.3- calcular os produtos escalar e vetorial de dois vetores; 
2.4- definir formalmente o operador vetorial nabla ( ), utilizando 
o método do volume de controle; 
2.5- definir formalmente gradiente, divergente e rotacional; 
2.6- explicar aceleração substantiva (convectiva + função do tempo); e 
2.7- determinar a aceleração de uma partícula fluida a partir do campo de 
velocidades. 
3- A conservação da massa e equação de Bernoulli (10 horas-aula) RE1 
RE2 
RE3 
RE4 
RE5 
RB2 
RB3 
RB5 
RB8 
RB9 
RI1 
RI2 
RI3 
RI4 
3.1- Aplicar o método do volume e superfícies de controle na dedução das 
formas integrais da lei da conservação da massa; 
3.2- aplicar a lei da conservação da massa nos cálculos de vazão em sistemas 
tubulares; 
3.3- deduzir a Equação de Bernoulli; 
- 4 de 9 - 
3.4- aplicar a equação de Bernoulli, combinando seus termos com os da 
conservação da massa, abrangendo velocidades e pressões em dutos, 
saídas de tanques, etc., com o auxílio das planilhas excel; 
3.5- aplicar a equação de Bernoulli nas descrições, análises de funcionamento 
e geração das expressões analíticas, que regem os funcionamentos dos 
medidores (placa de orifício, tubo venturi, de prandtl, pitot e tubo aberto); 
e 
3.6- resolver problemas com o emprego da geração de gráficos pertinentes e 
suas análises, usando planilhas excel. 
4- A conservação da quantidade de movimento (12 horas-aula) RE1 
RE2 
RE3 
RE4 
RE5 
RB2 
RB3 
RB5 
RB8 
RB9 
RI1 
RI2 
RI3 
RI4 
4.1- Deduzir a equação da Quantidade de Movimento, em sua forma integral, 
aplicando o método do volume de controlee a equação da continuidade; 
4.2- deduzir as expressões analíticas para os cálculos das forças fluidas que 
atuam em "pás", curvas em canalizações, etc., nas praças de máquinas de 
bordo; 
4.3- aplicar as equações básicas na avaliação de exemplos de problemas 
práticos, com o auxílio do computador; e 
4.4- resolver problemas práticos, incluindo a geração de gráficos pertinentes e 
análises dos mesmos, com o auxílio das planilhas excel. 
5- A conservação da quantidade de movimento angular (12 horas-aula) RE1 
RE2 
RE3 
RE4 
RE5 
RB2 
RB3 
RB5 
RB8 
RB9 
RI1 
RI2 
RI3 
RI4 
5.1- deduzir a Equação Integral da Conservação da Quantidade de Movimento 
Angular utilizando o método do volume de controle; 
5.2- desenvolver as expressões usadas nos cálculos do conjugado e potência 
das Turbomáquinas comuns e de francis (reação), utilizando o princípio 
da Conservação da Quantidade de Movimento Angular; 
5.3- avaliar a resolução de problemas práticos, com o auxílio do computador; 
5.4- descrever os termos das equações que governam o escoamento potencial; 
5.5- combinar as Equações da Continuidade e de Navier-Stokes, para deduzir 
a Equação de Laplace, que governa os escoamentos potenciais; e 
5.6- descrever os termos da equação integral que evidencia o 1º Princípio da 
Termodinâmica, aplicado aos escoamentos. 
2 
RE (Referência Especiais); RB (Referências bibliográficas); RI (Recursos instrucionais) 
 
 
 
2. DIRETRIZES ESPECÍFICAS E PRÁTICAS PEDAGÓGICAS 
a) Critérios para a aplicação da disciplina: 
I) as Unidades de Ensino foram definidas de forma a atender ao que é estabelecido no Capítulo 
III, Seção A-III/2, Tabelas A-III/2 e Seção A-III/3 do STCW-78/95, como emendado; 
II) as aulas expositivas, sempre que possível, deverão conter exemplos práticos sobre 
os conteúdos abordados; 
III) recomenda-se que os assuntos ministrados sejam relacionados, no que couber, às 
diretrizes estabelecidas na STCW 78/95, na SOLAS e na MARPOL; 
IV) deverá ser estimulado o trabalho de pesquisa por parte dos alunos, de forma que 
haja aprofundamento dos conteúdos propostos para estudo; 
V) deverá ser estimulada a aplicação da língua inglesa na leitura, interpretação e tradução 
de texto sobre hidromecânica aplicada a instalações de máquinas marítimas; e 
- 5 de 9 - 
VI) as aulas da UE um e dois, relativas à aplicação da planilha excel, deverão ser ministradas 
em laboratório de Informática, tendo para tal as folhas-tarefa e exercícios devidamente 
elaborados. 
 
b) Limite de alunos por turma: trinta. 
 
c) Pessoal necessário: um professor. 
 
d) Perfil do docente: Engenheiro Mecânico ou Engenheiro Naval. 
 
e) Locais das aulas: sala de aula com equipamento multimídia e laboratório de Informática. 
 
f) Segurança recomendada: não se aplica. 
 
3. AVALIAÇÃO DA APRENDIZAGEM 
 Será realizada por meio de duas Provas: 
a) a primeira prova será escrita mista, discursiva e objetiva, abrangendo o conteúdo ensinado nas 
Unidades de Ensino um, dois e três, e terá a duração de dois tempos de aula; 
b) a segunda prova será escrita mista, discursiva e objetiva, abrangendo todo o conteúdo ensinado, 
e terá a duração de dois tempos de aula; 
c) antes das provas, o professor poderá aplicar um trabalho de pesquisa, valendo até trinta por 
cento da nota da Prova; e 
d) após a correção das provas, o professor fará uma retificação da aprendizagem, de forma que 
todas as dúvidas sejam dirimidas e terá a duração de um tempo de aula, computado como tempo 
reserva. 
 
4. RECURSOS INSTRUCIONAIS (RI) 
RI1- conjunto multimídia; 
RI2- quadro branco; 
RI3- laboratório de informática; 
RI4- filmes; e 
RI5- outros, a critério do instrutor. 
 
5. REFERÊNCIAS ESPECIAIS (RE) 
 
RE1- BRASIL. Lei n
o 
9.394, de 20 de dezembro de 1996. Lei de Diretrizes e Bases da 
Educação Nacional (LDB). Diário Oficial da República Federativa do Brasil, Poder 
Executivo, Brasília, DF, 21 dezembro de 1996. 
RE2- BRASIL. Lei nº 7.573, de 23 de dezembro de 1986. Lei do Ensino Profissional Marítimo. 
Diário Oficial da República Federativa do Brasil, Poder Executivo, Brasília, DF, 
30/12/1986, Pag. 019930 COL 2. 
RE3- BRASIL. Lei nº 9.537, de 11 de dezembro de 1997. LESTA. Dispõe sobre a segurança do 
tráfego aquaviário em águas sob jurisdição nacional e dá outras providências. Diário 
Oficial da República Federativa do Brasil, Poder Executivo, Brasília, DF, 12 dez. 1997. 
RE4- BRASIL. Decreto nº 2596, de 18 de maio de 1998. RLESTA. Regulamenta a Lei nº 9.537, 
de 11 de dezembro de 1977, que dispõe sobre a segurança do tráfego aquaviário em águas 
sob jurisdição nacional. 
RE5- BRASIL. Decreto nº 6.846, de 11 de maio de 2009, promulga as Emendas à Convenção 
Internacional de Treinamento de Marítimos, Emissão de Certificados e Serviço de 
Quarto. Poder Executivo, Brasília, DF, 12 mai 2009. 
- 6 de 9 - 
RE6- BRASIL. Ministério da Defesa. Marinha do Brasil. Diretoria de Portos e Costas. Normas 
da Autoridade Marítima para Embarcações Empregadas na Navegação em Mar 
Aberto (NORMAM-01/DPC). Rio de Janeiro, 2018. 
RE7- BRASIL. Normas da Autoridade Marítima para Embarcações Empregadas na 
Navegação Interior (NORMAM-02/DPC). Rio de Janeiro, 2018. 
RE8- BRASIL. Normas da Autoridade Marítima para Aquaviários (NORMAM-13/DPC). 
Rio de Janeiro, 2018. 
RE9- BRASIL. Normas da Autoridade Marítima para o Ensino Profissional Marítimo de 
Aquaviários (NORMAM-30/DPC). Rio de Janeiro, 2018. 
RE10- ORGANIZACION MARITIMA INTERNACIONAL (IMO) - Convenção Internacional 
sobre Padrões de Instrução, Certificação e Serviço de Quarto para Marítimos, 
1978, (STCW/78, como emendada). Edição em português: Brasil, Rio de Janeiro: Marinha 
do Brasil - DPC, 2017. 
RE11- ORGANIZACION MARITIMA INTERNACIONAL (IMO). Articles, protocol, annexes 
unified interpretations of International Convention for Prevention of Pollution from 
Ships, 1973, as modifies by protocol of 1978. Consolidated Edition 2011, (MARPOL – 
73/78), London: IMO, 2011. 
RE12- ORGANIZACION MARITIMA INTERNACIONAL (IMO). International Convention 
for the Safety of Life at Sea, 1974, (SOLAS 1974). London: IMO, 2014. 
RE13- ORGANIZACION MARITIMA INTERNACIONAL (IMO). Convention on the 
International Regulations for Preventing Collisions at Sea, 1972 (COLREG 1972) – 
Consolidated Edition 2003. 
RE14- ORGANIZACION MARITIMA INTERNACIONAL (IMO). Standard Marine 
Communication Phrases – (IMO SMCP) London: IMO, 2005. 
RE15- ORGANIZACION MARITIMA INTERNACIONAL (IMO). Model Course 7.03 Officer 
in Charge of a Navigational Watch. 2014. 
RE16- ORGANIZACION MARITIMA INTERNACIONAL (IMO). Model Course 7.04 Officer 
in Charge of an Engineering Watch. 2014. 
 
 
 
6, LIVRO TEXTO (LT) 
LT1- Não se aplica. 
 
7. REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA (RB) 
 
RB1- Convenção Internacional para Salvaguarda da Vida Humana no mar – SOLAS – 
74/78 – Consolidada 1998. Edição em português. Rio de janeiro: DPC, 2001. 
RB2- GREENBERG, Michael D. Foundations of Applied Mathematics, Prentice Hall, 1994. 
RB3- HUGHES, W.F. Dinâmica dos fluidos, São Paulo: Macgraw HILL, 1997. 
RB4- LUCENA, Sérgio V. Resistência ao Avanço: Efeitos de Águas Rasas e de Bloqueio, Rio 
de Janeiro: COPPE-UFRJ, 1997. 
RB5- LUCENA, Sérgio V. Hidromecânica. Rio de Janeiro: CIAGA 2006. 
- 7 de 9 - 
RB6- ORGANIZACION MARITIMA INTERNACIONAL (IMO). Model Course 7.02 Chief 
and Second Engineer Officer STCW Regulations III/2 & III/3. 2000. 
RB7- SCHIERI, Luciano. Controle automático de processos industriais. s/d. 
RB8- SHAMES, I.H. Fluid mechanics, V1. Rio de Janeiro: Edgard Blucher, 1988. 
RB9- STREETER, Victor L. Mecânica dos fluidos. São Paulo: Mcgraw Hill, 1995. 
RB10- ZEMANSKY, Sears. Mecânica-hidrodinâmica, Rio de Janeiro: F.U.B.,1991. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
- 8de 9 - 
PARTE D: MANUAL DO DOCENTE 
1- INTRODUÇÃO 
O presente manual tem por objetivo propiciar uma orientação de como se desenvolverá o curso, 
em especial como serão utilizados os recursos instrucionais e as referências bibliográficas. 
Cabe ao docente saber que essa disciplina visa a agregar conhecimentos, entendimentos e 
proficiências para formar Aquaviários do Primeiro Grupo – Primeiro Oficial de Máquinas, no nível 
operacional e gerencial (Oficial Encarregado do Serviço de Quarto, Manutenção e Gerência da Seção 
de Máquinas), com as competências compatíveis ao exercício das capacidades previstas nas Normas 
da Autoridade Marítima para Aquaviários (NORMAM-13/DPC), para embarcações com potência 
propulsora igual ou maior que 3000 kW, empregadas na navegação costeira e em mar aberto, de 
acordo com os padrões exigidos pela Convenção Internacional sobre Padrões de Instrução, 
Certificação e Serviço de Quarto para Marítimo, manutenção e gestão da Seção da Máquina, 1978 
(STCW-78, como emendado) e definido no seu respectivo Código, Seção A-III/2. 
 
2- ANOTAÇÕES IMPORTANTES 
O Docente deve destacar os assuntos de maior importância e relacioná-los com as Referências 
Bibliográficas. 
Deverão ser aplicados os métodos de ensino por competência, ou seja, ensinar a fazer fazendo e 
discutir estudo de casos, enfatizando os assuntos listados a seguir: 
 
- Conhecimentos Básicos 
Os assuntos serão ministrados por meio de aulas expositivas, com demonstração e resolução de 
exercícios, a fim de propiciar a fixação dos conteúdos, bem como filmes, estudos de caso, fazendo, 
sempre que possível, correlação com as atividades inerentes à profissão do oficial de máquinas. 
 
- Ferramentas Matemáticas e Métodos Especiais de Análise 
Os assuntos serão ministrados por meio de aulas expositivas, com demonstração prática e 
resolução de exercícios, a fim de propiciar a fixação dos conteúdos e consolidação da aprendizagem, 
fazendo, sempre que possível, correlação com as atividades inerentes à profissão do oficial de 
máquinas. 
 
- Conservação da massa e equação de Bernoulli 
Os assuntos serão ministrados por meio de aulas expositivas, com demonstração prática e 
resolução de exercícios, a fim de propiciar a fixação dos conteúdos e consolidação da aprendizagem, 
fazendo, sempre que possível, correlação com as atividades inerentes à profissão do oficial de 
máquinas. 
 
- A conservação da quantidade de movimento 
Os assuntos serão ministrados por meio de aulas expositivas, com demonstração prática e 
resolução de exercícios, a fim de propiciar a fixação dos conteúdos e consolidação da aprendizagem, 
fazendo, sempre que possível, correlação com as atividades inerentes à profissão do oficial de 
máquinas. 
 
- A conservação da quantidade de movimento angular 
Os assuntos serão ministrados por meio de aulas expositivas, com demonstração prática e 
resolução de exercícios, a fim de propiciar a fixação dos conteúdos e consolidação da aprendizagem, 
fazendo, sempre que possível, correlação com as atividades inerentes à profissão do oficial de 
máquinas. 
 
- 9 de 9 - 
 
PARTE E: FOLHA REGISTRO DE ALTERAÇÕES 
 
NÚMERO DATA 
EXPEDIENTE QUE 
DETERMINOU A ALTERAÇÃO 
PÁGINAS ALTERADAS OU 
SUBSTITUÍDAS 
RUBRICA 
 
 
 
 
 
 
Em ___ de junho de 2021. 
 
CRISLANE DOS SANTOS LIMA 
Capitão-Tenente (T) 
Ajudante da Divisão de Desenvolvimento do EPM 
 
ASSINADO DIGITALMENTE