Energia Térmica e Eficiência Energética

Código:

EQ0101

Sigla:

ETEE

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Ciências Tecnológicas

Ocorrência: 2009/2010 - 1S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Departamento de Engenharia Química
Curso/CE Responsável:	Mestrado Integrado 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
MIEQ	9	Plano de estudos oficial	4	-	7	63	189

Língua de trabalho

Português

Objetivos

Obter conhecimentos que permitam analisar processos de produção de energia térmica. Usar ferramentas que permitam maximizar a eficiência energética de processos integrados.

Programa

Módulo I - Noções de integração de processos. Recuperação energética. tecnologia do estrangulamento (Pinch). Técnicas de minimização de efluentes líquidos

Módulo II

1- 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 da 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)

2- Termodinâmica da combustão - 1ª lei da termodinâmica aplicada à combustão. Entalpia de formação e energia interna de formação. Poderes caloríficos. Formulas aproximadas para o cálculo dos poderes caloríficos 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.

3 - 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.

4- Combustão controlada cineticamente e combustão controlada difusionalmente. Ignição expontânea. Atraso da ignição expontânea. Definição das condições de auto-ignição. O emprego de aditivos no controlo da auto-ignição. Ignição forçada.

Módulo III

- Introdução: O problema da gestão da energia e eficiência energética, à escala industrial, nos últimos anos. Origem e enquadramento dos sistemas de cogeração e BATs desenvolidas nos últimos anos.
Conceito de Topping cycle e Bottom Cycle. (1 semana)
- Produção de vapor: tipos de geradores de vapor; variáveis para especificação de um gerador de vapor. (1 semana)
- Produção de energia eléctrica : apresentação da tecnologia de turbina a vapor; tecnologia de turbina a gás; resolução de um problema para especificação de uma turbina de vapor analiticamente e graficamente. (1 semana)
- Sistemas de cogeração industriais: conceito de tecnologia de pós combustão e a sua relação com ciclo combinado; eficiência energética. (1 semana)
- Dimensionamento e especificação de um sistema de cogeração para uma indústria química, de acordo com as previsões de consumo para 5 anos. Cálculo da eficiência energética do sistema projectado, em diferente cenários de funcionamento. Problema a ser resolvido pelos alunos com o apoio do docente. (Apresentação do problema no fim da 1 semana, acompanhamento durante 3 semanas com a apresentação dos resultados na semana 4)

Bibliografia Obrigatória

Glassman, Irvin; Combustion. ISBN: 0-12-285852-2
Lyle, Oliver; The efficient use of steam
Goodall, P. M. 340; The efficient use of steam. ISBN: 0-86103-018-4

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Módulo I - Aulas teórico-práticas com exposição de matéria acompanhada com a resolução de exercícios práticos em computador.

Módulo II - Aulas teórico-práticas com exposição de matéria acompanhada com a resolução de exercícios práticos. Parte de cada aula é reseervada à discussão dos exercícios resolvidos em casa pelos alunos.

Módulo III - Aulas teórico-práticas com exposição de matéria acompanhada com a resolução de exercícios práticos. Parte de cada aula é reseervada à discussão do trabalho a desenvolver pelos alunos ao longo de 3 semanas.

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Descrição	Tipo	Tempo (Horas)	Peso (%)	Data Conclusão
Participação presencial (estimativa)	Participação presencial	58,50
	Total:	-	0,00

Obtenção de frequência

Módulo II - Classificação superior a 7 na componente de avaliação distribuida (TPC)

Fórmula de cálculo da classificação final

A disciplina é constituída por 3 módulos com a duração respectiva de 5 semanas o módulo I, 5 semanas o módulo II e 4 semanas o módulo III. A avaliação em cada módulo terá um peso na nota final proporcional à duração do módulo (35% módulo I, 35% módulo II e 30% módulo III)

Módulo I - Realização de 2 projectos e entrega de relatórios respectivos.

No módulo II, 30% da avaliação resultará da classificação obtida pelos alunos nos diversos trabalhos de casa a realizar pelos alunos durante a leccionação do módulo. Os outros 70% serão atribuídos de acordo com a classificação obtida no exame

No módulo III, 30% da avaliação resultará da classificação obtida pelos alunos no trabalho desenvolvido pelos alunos durante as 4 semanas do módulo. Os outros 70% serão atribuídos de acordo com a classificação obtida no exame

Avaliação especial (TE, DA, ...)

Módulo II - Exame final que contará 100% da nota.
Módulo II - Exame final que contará 100% da nota.
Módulo III - Exame final que contará 100% da nota.

Melhoria de classificação

Módulo I - Aceitação da avaliação obtida nos 2 projectos ou realização de 2 novos projectos.
Módulo II -Exame final. A componente de avaliação distribuida contará sempre que beneficie o aluno
Módulo III -Exame final. A componente de avaliação distribuida contará sempre que beneficie o aluno