Energia Térmica e Eficiência Energética

Código:

M.EQ014

Sigla:

ETEE

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Ciências Tecnológicas

Ocorrência: 2024/2025 - 1S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Departamento de Engenharia Química e Biológica
Curso/CE Responsável:	Mestrado em Engenharia Química

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
M.EQ	10	Plano Oficial do ano letivo	1	-	6	52	162

Língua de trabalho

Inglês

Objetivos

Obter noções gerais de térmica aplicada. Obter conhecimentos que permitam analisar processos de produção de energia térmica.

Resultados de aprendizagem e competências

Obtenção de conhecimentos básicos sobre a eficiência energética, sobre a qualidade da energia e sistemas de cogeração.

Obtenção de conhecimentos básicos sobre sobre processos de obtenção de energia térmica a partir de combustíveis fósseis.

Obtenção de conhecimentos básicos que permitam optimização energética de vários sistemas térmicos.

Modo de trabalho

Presencial

Pré-requisitos (conhecimentos prévios) e co-requisitos (conhecimentos simultâneos)

Termodinâmica, Balanços Materiais e Energéticos, Fenómenos de Transferência de Massa e Calor

Programa

MÓDULO I

• Introdução à disciplina. Introdução à Gestão de Energia Térmica.

• Ciclos termodinámicos. Princípios básicos. Ciclos de potência de vapor. Ciclos de potência a gás. 

• Exergia. Exergia de um sistema fixo. Exergia de fluxo. Transferência de exergia por calor, trabalho e massa. Princípio de diminuição de Exergia. Equilíbrio de exergia: Sistemas fechados. Destruição de Exergia.

• Cogeração. Vantagens e desvantagens.Tipos de instalações de cogeração. A termodinâmica das instalações de cogeração. Rendimento elétrico. Rendimento elétrico artificial. Rendimento elétrico equivalente. Fator de utilização de energia. Fator de utilização de energia ponderado. Indice de economia de energia. Razão de demanda de energia primária. Avaliação do impacto ambiental da cogeração. Condições para a existência de cogerações amigáveis para o ambiente. Análise económica de sistemas de cogeração.

• Trigeração. A cogeração frio-eletricidade.A trigeração simultânea. Condições para que a cogeração frio-eletricidade seja amigável para o ambiente.

Módulo II 

•  Introdução - Combustão lenta e combustão viva. Início da combustão. Chamas de pré-mistura e de difusão. Deflagração e detonação. Combustíveis gasosos, líquidos e sólidos. Conservação de massa. Equação química. Combustão de hidrocarbonetos. Produtos da combustão. Fumos húmidos e secos. Combustão oxidante completa. Combustão redutora. Combustão incompleta (mistura rica e mistura pobre)

 

• Termodinâmica da combustão - 1ª lei da termodinâmica aplicada à combustão. Entalpia de formação e energia interna de formação. Poderes caloríficos. Fórmulas aproximadas para o cálculo do poder calorífico dos combustíveis. Temperatura adiabática de chama. Dissociação. Constante de equilíbrio ou constante de dissociação. Combustão reversível. A constante de dissociação e a função de Gibbs. 

 

• Química da combustão - Taxa da reacção. Molecularidade e ordem de uma reacção. Equação da taxa da reacção. Efeito da pressão na taxa da reacção. Taxa da reacção para uma combustão isotérmica. Efeito da temperatura na taxa de reacções simples. Relação entre a energia de activação e a entalpia de combustão.

 

• Combustão controlada cineticamente e combustão controlada difusionalmente.

 

• Caldeiras

 

• Poluição atmosférica provenientede processos térmicos

 

Bibliografia Obrigatória

Michael J. Moran; Fundamentals of engineering thermodynamics. ISBN: 0-471-45241-6
Yunus A. Çengel; Thermodynamics. ISBN: 978-007-131111-3
000002158

Bibliografia Complementar

000011584. ISBN: 0-12-285852-2

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Aulas teórico-práticas

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Exame	50,00
Teste	50,00
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Estudo autónomo	100,00
Total:	100,00

Obtenção de frequência

Realização das provas de avaliação

Fórmula de cálculo da classificação final

Módulo I

• Teste a meio do semestre (50%)

Módulo II 

• Teste durante o período de exames (35%)
• Relatório completo do trabalho experimental (10%)
• Trabalho e casa (5%)

Para ter aprovação na disciplina, o estudante tem que ter em cada Módulo uma nota mínima de 8 valores

 

Avaliação especial (TE, DA, ...)

Exame com toda a matéria (Modulos I eII)

Melhoria de classificação

Exame de recurso (Módulos I e  II).