Transmissão de Calor

Engenharia Mecânica
5 ECTS; 2º Ano, 2º Semestre, 15,0 T + 15,0 PL + 30,0 TP + 3,50 OT

Docente(s)
- Diogo Gomes Almeida Chambel Lopes

Pré-requisitos
Não aplicável

Objetivos
É apresentada uma abordagem inicial da Transmissão de Calor, sob o ponto de vista da Eng. Mecânica, e os exemplos de aplicação abordam problemas encontrados pelos Eng. Mecânicos no seu trabalho.
Pretende-se relembrar e uniformizar noções anteriores, fornecendo uma base sólida para disciplinas subsequentes.

Programa
1. Introdução.
1.1 Áreas de aplicação da transmissão de calor.
1.2 Transmissão de calor por condução.
1.3 Convecção.
1.4 Radiação.
1.5 Princípio da conservação de energia.
1.6 Metodologia para resolução de problemas de transmissão de calor.
1.7 Mecanismos de transmissão de calor em simultâneo.

2. Equação da condução de calor.
2.1 Introdução.
2.2 Equação unidimensional da condução de calor.
2.3 Equação geral da condução de calor.
2.4 Condições de fronteira e iniciais.
2.5 Solução de problemas de condução de calor.
2.6 Fontes de calor.

3. Condução de calor em regime permanente.
3.1 Condução de calor em paredes.
3.2 Conceito de resistência térmica.
3.3 Condução de calor em cilindros e esferas.
3.4 Espessura crítica de isolamento.
3.5 Alhetas.

4. Condução de calor em regime transitório.
4.1 Introdução.
4.2 Número de Biot.
4.3 Corpo de resistência térmica interna desprezável.
4.4 Corpo de resistência térmica interna considerável.
4.5 Condução de calor em regime transitório em paredes, cilindros e esferas.

5. Convecção de calor.
5.1 Número de Nusselt.
5.2 Classificação de escoamentos.
5.3 Camadas limite de velocidade e temperatura.
5.4 Regime laminar e regime turbulento.
5.5 Determinação do coeficiente de convecção h.
5.6 Convecção forçada: Determinação do coeficiente h, relações empíricas.
5.7 Convecção forçada em escoamento através de feixes de tubos.
5.8 Convecção natural: Determinação do coeficiente h, relações empíricas.

6. Permutadores de calor.
6.1 Introdução.
6.2 Tipos de permutadores de calor.
6.3 Coeficiente global de transmissão de calor.
6.4 Análise de permutadores de calor: método DMLT.
6.5 Análise de permutadores de calor: método e-NTU.
6.6 Comparação entre o método DMLT e o método e-NTU.
6.7 Metodologia nos cálculos de permutadores de calor.
6.8 Permutadores de calor compactos.

7. Transmissão de calor por radiação.
7.2 Radiação térmica.
7.3 Radiação de um corpo negro.
7.4 Intensidade de radiação.
7.5 Absorção, reflexão e transmissão da radiação.
7.6 Radiação solar.

Metodologia de avaliação
Duas frequências (40% + 40%) ou exame (80% da nota final).
Um ou dois trabalhos práticos (20% da nota final).
Para aprovação é necessário obter uma nota mínima de 10 valores.

Bibliografia
- Ghajar, A. e Çengel, Y. (2015). Heat and mass transfer: fundamentals & applications. EUA: McGraw-Hill

Método de interação
Aulas teóricas, teorico-práticas e de prática laboratorial.

Software utilizado nas aulas
Não aplicável