Termodinâmica e Transferência de Calor

Código:

EIG0019

Sigla:

TTC

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Fluidos e Calor

Ocorrência: 2007/2008 - 1S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Secção de Fluidos e Energia
Curso/CE Responsável:	Mestrado Integrado em Engenharia e Gestão Industrial

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
LGEI	0	Plano de estudos de transição para 2006/07	3	7	7	70	187
MIEIG	49	Plano de estudos de transiçao para 2006/07	3	-	7	70	187
		Plano de estudos oficial a partir de 2006/07	3	-	7	70	187

Língua de trabalho

Português

Objetivos

Ministrar aos alunos conhecimentos basilares de Termodinâmica e de Transferência de Calor

Programa

NTRODUÇÃO E VISÃO GLOBAL: Termodinâmica; transferência de calor; mecânica dos fluidos; unidades e dimensões; software para engenharia, programa EES; exactidão, precisão e algarismos significativos.
CONCEITOS BÁSICOS DE TERMODINÂMICA: sistemas abertos e fechados; propriedades de um sistema; estado de equilíbrio; processos e ciclos; formas de energia; temperatura e a lei zero da termodinâmica; pressão; o manómetro; barómetro e a pressão atmosférica.
PROPRIEDADES DAS SUBSTÂNCIAS PURAS: Substância pura; fases de uma substância pura; processos de mudança de fase para substâncias puras; diagrama de propriedades para processos de mudança de fase; pressão de vapor e equilíbrio de fase; tabelas de propriedades; equação de estado de gases perfeitos; factor de compressibilidade; calores específicos; energia interna, entalpia e calores específicos de gases perfeitos e de sólidos e líquidos.
TRANSFERÊNCIA DE ENERGIA POR CALOR, TRABALHO E MASSA: transferência de calor; transferência de energia sob a forma de trabalho; formas mecânicas de trabalho;formas não mecânicas de trabalho; princípio de conservação de massa; trabalho de escoamento e energia de um fluido a escoar.
PRIMEIRA LEI DA TERMODINÂMICA: primeira lei da termodinâmica; balanço de energia para sistemas fechados; balanço de energia para sistemas de escoamento estacionários; alguns equipamentos de escoamento estacionário da engenharia; balanço de energia para processos de escoamento instacionário.
SEGUNDA LEI DA TERMODINÂMICA: Introdução à segunda lei da termodinâmica; reservatórios de energia térmica; motores térmicas; rendimentos de conversões de energia; máquinas frigoríficas e bombas de calor; máquinas de movimento perpétuo; processos reversíveis e irreversíveis; ciclo de Carnot; princípios de Carnot; escala de temperatura termodinâmica; motor térmico, frigorífico e bomba de calor de Carnot.
ENTROPIA: Entropia; princípio do aumento de entropia; variação de entropia de substâncias puras; processos isentrópicos; diagramas de propriedades que envolvem a entropia; equações Tds; variação de entropia de sólidos - líquidos e de gases perfeitos; trabalho reversível em regime permanente; rendimentos isentrópicos de dispositivos de escoamento estacionário.
CICLOS DE POTÊNCIA E REFRIGERAÇÃO: Considerações básicas na análise de ciclos de potência; O ciclo de Carnot e o seu valor na engenharia; suposições ar-standard; visão global dos motores alternativos; o ciclo Otto; o ciclo Diesel; o ciclo Brayton; o ciclo Brayton com regeneração; o ciclo a vapor de Carnot; o ciclo de Rankine; desvios dos ciclos de potência reais a vapor relativamente aos ciclos ideais; como aumentar o rendimento do ciclo de Rankine; ciclo de Rankine ideal com reaquecimento; frigoríficos e bombas de calor; ciclo de Carnot invertido; ciclo frigorífico ideal de compressão de vapor; ciclo frigorífico real de compressão de vapor; sistemas de bomba de calor.
MECANISMOS DE TRANSFERÊNCIA DE CALOR: condução; convecção; radiação; mecanismos simultâneos de transferência de calor.
CONDUÇÃO ESTACIONÁRIA DE CALOR: condução estacionária de calor em paredes planas; resistência térmica de contacto; redes de resistências térmicas generalizadas; condução de calor em cilindros e esferas; raio crítico de isolamento; superfícies alhetadas; transferência de calor em configurações comuns.

Bibliografia Obrigatória

Yunus A. Çengel e Robert H. Turner; Fundamentals of thermal-fluid sciences , McGRAW-HILL, 2005

Bibliografia Complementar

Paulo Coelho; Apresentação em Power Point das aulas teóricas

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Aulas teóricas para apresentação dos conceitos fundamentais.
Aulas práticas para a resolução de exercícios de aplicação da matéria apresentada nas aulas teóricas.

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída sem exame final

Obtenção de frequência

Ver Normas Gerais de Avaliação.

Fórmula de cálculo da classificação final

Trabalho individual de aplicação do programa EES - com um peso na nota final de15%.
Teste sobre a matéria leccionada até ao capítulo 5 inclusive - com um peso na nota final de 25%.
Exame - com um peso na nota final de 60%.
Recurso - com um peso na nota final de 85% sendo os restantes 15% provenientes da ponderação à classificação do trabalho prático.
A nota mínima no exame é de 7 valores.

Provas e trabalhos especiais

-Trabalho individual de aplicação do programa EES.
-Teste sobre a matéria leccionada até ao capítulo 5 inclusive.
-Exame sobre a matéria leccionada até ao final do ano lectivo
-Recurso sobre a totalidade da matéria

Melhoria de classificação

A melhoria de classificação será efectuada através do exame de recurso, abrangendo este toda a matéria.
A classificação no trabalho prático poderá ser melhorada através da realização de um outro trabalho, resolução de um problema, mas desta vez na presença do docente e num período de tempo não superior a hora e meia.

Observações

Os exames serão realizados sem consulta, podendo no entanto cada aluno consultar um conjunto máximo de quatro folhas A4 frente e verso com o conteúdo que julgar necessário.