Métodos Experimentais em Engª Térmica

Código:

EM0053

Sigla:

MEET

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Fluidos e Calor

Ocorrência: 2011/2012 - 1S

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

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
MIEM	38	Plano de estudos oficial a partir de 2006/07	5	-	6	56	160

Língua de trabalho

Português

Objetivos

Esta disciplina tem por finalidade habilitar os alunos para a realização de estudos experimentais no âmbito da Engenharia Térmica. Pretende-se que conheçam instrumentos de medição e metodologias experimentais típicas daquele domínio e compreendam os princípios físicos que lhes estão subjacentes, tendo em vista a sua correta seleção e utilização. Procura-se também sensibilizar os alunos para a incerteza das medições e suas implicações ao nível da planificação das experiências e da análise e representação de resultados experimentais. Com a realização de trabalhos laboratoriais, pretende-se proporcionar o exercício do estudo experimental, a consolidação de conhecimentos teóricos adquiridos ao longo da sua formação e a promoção do trabalho em grupo.

Programa

Experimentação e Análise de Incertezas: o que é a experimentação e por que é necessária?; conceitos básicos e definições; considerações estatísticas na incerteza de medições; incerteza de uma variável medida; análise geral de incertezas, planeamento de experiências; análise detalhada de incertezas.

Medições de Temperatura:
Termometria baseada na expansão térmica; detetores de temperatura por resistência (RTD); termistores; termopares; efeitos da transferência de calor e da velocidade do fluido na medição da temperatura.

Medições de velocidade:
Fumo ou partículas sólidas em suspensão; anemómetros de pás; anemómetria térmica; tubo de Pitot; anemómetro de copos; anemómetro de ultra-sons; anemómetro Laser Doppler; velocimetria por imagem de partículas (PIV).

Medições de Caudal por diferenças de pressão:
Medição de velocidades em pontos na secção de passagem; Placas orifício; Venturis e tubeiras; Medidor venturi-cone; Caudalímetros de cunha segmentar; Tomadas em cotovelos; Tubos de Pitot de aberturas múltiplas e unidades de média de área; Caudalímetros laminares; Detectores de escoamento por deflexão de jacto; Descarregadores de medida e caleira Parshall ou Venturi.

Medições de Caudal:
Caudalímetro de alvo; Caudalímetro electromagnético; Caudalímetro de turbina; Caudalímetros de vortices e de fluídica; Caudalímetros de área variável; Caudalímetros de gás de deslocamento positivo; Caudalímetros ultrasónicos; Caudalímetros mássicos, Coriolis; Caudalímetros mássicos, térmicos; Caudalímetros de correlação cruzada; Bombas medidoras; Visores indicadores de escoamento; orientação para seleccionar caudalímetros.

Bibliografia Obrigatória

Coelho P. M.; Métodos Experimentais (notas de apoio e fichas de trabalhos e resultados experimentais), 2011
Béla Lipták; Instrument Engineers’ Handbook, CRC Press, 2003 ( Disponivel para download no site da CRC press)
Richard S. Figliola, Donald E. Beasley; Teoria e projeto para medições mecânicas. ISBN: 978-85-216-1572-9
Coleman, Hugh W.; Experimentation and uncertainty analysis for engineers. ISBN: 0-471-63517-0

Bibliografia Complementar

Miller, Richard W; Flow Measurement Engineering Handbook. ISBN: 0-07-042366-0
Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement, ISO, Genéve, 1995
Holman, J. P.; Experimental methods for engineers. ISBN: 0-07-118165-2
Ashrae; Fundamentals. ISBN: 1-883413-81-8
Robert P. Benedict; Fundamentals of temperature, pressure, and flow measurements
Kerlin, T.W.; Practical thermocouple thermometry, ISA, 199
ed. Robert A. Granger; Experiments in heat transfer and thermodynamics. ISBN: 0-521-44925-1

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

A disciplina está estruturada em aulas teóricas e práticas. Nas aulas teóricas é exposta matéria relativa a trabalho experimental, discutindo-se os seus aspectos mais relevantes, e esboça-se a resolução de problemas-tipo. As aulas práticas destinam-se essencialmente à realização de trabalhos laboratoriais, onde os alunos são confrontados com a instrumentação e técnicas de medição das principais grandezas físicas da Mecânica dos Fluidos e Transferência de Calor, incluindo a análise e quantificação de alguns fenómenos de transferência típicos daqueles domínios. Alguns exercícios de aplicação são também discutidos nestas aulas.

Software

EES - Engineering Equation Solver

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Descrição	Tipo	Tempo (Horas)	Peso (%)	Data Conclusão
Participação presencial (estimativa)	Participação presencial	56,00
	Total:	-	0,00

Obtenção de frequência

Terão frequência os alunos regularmente inscritos, que não excedam o número de faltas, de acordo com as regras em vigor, e que tenham obtido uma classificação não inferior a 10 valores no conjunto das componentes de avaliação (A), (B) e (C).

Fórmula de cálculo da classificação final

A classificação final (CF) resulta da combinação das seguintes componentes:
(A) Realização de trabalhos laboratoriais e respectivos relatórios
(B) Desempenho nas sessões laboratoriais (inclui mini-testes (B1) e ficha de resultados (B2))
(C) Exame final (mínimo de 8 valores em 20).

CF = 0,40 A + 0,15 B1 + 0,1 B2 + 0,35 C

O desempenho dos vários elementos de cada grupo, no trabalho em equipe, será no final do semestre avaliado pelos restantes colegas de grupo. Essa avaliação ir-se-á reflectir, a nível individual, na componente A da avaliação.

Provas e trabalhos especiais

n.a.

Avaliação especial (TE, DA, ...)

Avaliação para alunos dispensados de frequência:
I) Alunos com frequência nos anos anteriores frequentando o corrente ano lectivo: O aluno está dispensado da presença nas aulas e da realização dos trabalhos práticos, se o desejar.
II) Alunos sem frequência: a avaliação é idêntica à dos alunos regulares.

Melhoria de classificação

Para efeitos de recurso ou de melhoria de nota, os alunos com frequência poderão realizar uma prova escrita incidindo sobre a generalidade da matéria, com um peso para a nota final de 40%.