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Ano Letivo: 2022/23

Engenharia Mecânica

Transmissão de Calor

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Publicação em Diário da República: Despacho nº 14312/2015 - 02/12/2015

5 ECTS; 2º Ano, 2º Semestre, 15,0 T + 15,0 PL + 30,0 TP + 3,50 OT , Cód. 912324.

Docente(s)
- Flávio Rodrigues Fernandes Chaves (1)(2)

(1) Docente Responsável
(2) Docente que lecciona

Pré-requisitos
Não aplicável

Objetivos
Estabelecer uma base de conhecimento de Transmissão de Calor que permita o desenvolvimento de diversas atividades no âmbito da Engenharia Mecânica, assim como o estudo deste tema em outras unidades curriculares da mesma área científica.
Compreensão dos fenómenos de transferência de calor, princípio de funcionamento e mecanismos.
Estabelecer equações fundamentais, condições de fronteira e hipóteses simplificativas para problemas típicos de condução, convecção e radiação

Programa
1. INTRODUÇÃO
1.1 Áreas de aplicação da transferência de calor
1.2 Transmissão de calor por condução
1.3 Convecção
1.4 Radiação
1.5 Princípio da conservação de energia: Balanços Térmicos
1.6 Metodologia para resolução de problemas de transmissão de calor
2. 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
3. CONDUÇÃO DE CALOR EM REGIME PERMANENTE UNIDIMENSIONAL E SEM GERAÇÃO DE CALOR
3.1 Sistemas semi-infinitos limitados por duas superfícies planas
3.2 Sistemas cilíndricos de comprimento infinito
3.3 Espessura crítica de isolamento
3.4 Sistemas esféricos
4. CONDUÇÃO DE CALOR EM REGIME PERMANENTE, UNIDIMENSIONAL E COM FONTES VOLÚMICAS DE CALOR
4.1 Sistemas semi-infinitos limitados por duas superfícies planas
4.2 Sistemas cilíndricos de comprimento infinito
5. ALHETAS
5.1 Introdução
5.2 Aproximação teórica
5.3 Alhetas de secção transversal uniforme
5.4 Eficácia
5.5 Rendimento de uma alheta
5.6 Coeficiente global de transmissão de calor
6. CONDUÇÃO DE CALOR EM REGIME TRANSIENTE
6.1 Introdução
6.2 Número de Biot
6.3 Bi < 0,1: Corpo de resistência térmica desprezável
6.4 Bi > 0,1: Corpo de resistência térmica interna considerável
7. CONVECÇÃO
7.1 Conceitos fundamentais
7.2 Desenvolvimento da camada limite de velocidades
7.3 Determinação do coeficiente de convecção, h
7.4 Convecção forçada: Determinação do coeficiente h, relações empíricas
7.5 Convecção forçada em escoamento através de feixes de tubos
7.6 Convecção natural: Determinação do coeficiente h, relações empíricas
8. PERMUTADORES DE CALOR: TIPOS DE PERMUTADORES DE CALOR
8.1 Introdução
8.2 Tipos de permutadores de calor
8.3 Coeficiente global de transmissão de calor
8.4 Análise de permutadores de calor: método da diferença média logarítmica da temperatura (DMLT)
8.5 Análise de permutadores de calor: método da relação eficácia – NTU
8.6 Comparação entre o método DMLT e o método e-NTU
8.7 Metodologia nos cálculos de permutadores de calor
8.8 Permutadores de calor compactos
9. RADIAÇÃO EM MEIO TRANSPARENTE

Metodologia de avaliação
A avaliação de conhecimentos é constituída por uma componente de avaliação escrita e outra laboratorial.
Componente escrita - exame final (50% da nota final).
Componente Trabalhos – 2 trabalhos práticos e 2 experiências laboratoriais (50% da nota final).
Ambas as partes são obrigatórias. Nota mínima de 9,5 valores (numa escala de 0 a 20 valores). Igual critério se aplicará para a época de recurso, trabalhador estudante e época especial.
Caso se justifique, respeitando as regras institucionais sobre a mesma, o docente da UC reserva-se o direito de convocar o aluno para uma prova oral, que determinará a nota final.
Trabalho 1: Ferramenta Computacional.
Trabalho 2: Simulação - análise térmica de edifício.
Trabalho 3: Experiência Laboratorial 1 - Alhetas
Trabalho 4: Experiência Laboratorial 2 - Convecção forçada.

Bibliografia
- Figueiredo, R. (2015). Transmissão de Calor. Lisboa: Lidel
- Incropera, F. (2002). Fundamentals of Heat end mass transfer. (Vol. -). -: John Wiley & Sons
- Çengel, Y. e Ghajar, A. (2015). Heat and mass transfer: fundamentals & applications. EUA: McGraw-Hill

Método de Ensino
Apresentações em diapositivos. Serão resolvidos exemplos de exercícios de aplicação e sempre que necessário, realizadas experiências laboratoriais demonstrativas dos conceitos aprendidos.

Software utilizado nas aulas
Hourly Analisys Program - HAP

 

Aprovado em Conselho Técnico Cientifico: Reunião nº 182, de 15 de março

Download da Ficha da Unidade Curricular (FUC)

 

 


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