Transferência de Calor

Código:

EM0037

Sigla:

TC

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Fluidos e Calor

Ocorrência: 2016/2017 - 2S

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	371	Plano de estudos oficial a partir de 2006/07	3	-	6	58,5	162

Língua de trabalho

Português

Objetivos

Objectivos: Compreender os mecanismos e os modos de transferência de calor e identificar as equações fundamentais que os traduzem. É dominante a preocupação da compreensão dos fenómenos físicos e da sua modelação matemática com recurso a diversas simplificações. Outro objectivo é o de um primeiro contacto com técnicas experimentais de transferência de calor.

Resultados de aprendizagem e competências

Modo de trabalho

Presencial

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

Conhecimentos básicos de Análise e Álgebra Matemática, Termodinâmica, Mecânica de Fluidos, Análise Numérica.
Bom domínio de equações diferenciais e sua integração. 

Programa

1. Introdução aos mecanismos e modos de Transferência de Calor: posicionamento da disciplina de TC no contexto da utilização da energia-calor fazendo o contraponto da sua abordagem ao nível dos processos, com a Termodinâmica, que se baseia em balanços entre estados “finais”; casos simples de condução, convecção e radiação; noção de resistência térmica.

2. Condução: equação de Fourier; condutibilidade e difusividade térmica; equação geral da condução; condução monodimensional estacionária (placa plana, cilindro e esfera, com e sem geração de calor interna, alhetas); breve introdução à solução numérica da condução multidimensional estacionária; condução transiente (sistema global, soluções analíticas monodimensionais para placa plana, cilindro e esfera).

3. Convecção: equação da energia para um escoamento; números adimensionais; coeficiente de convecção; escoamentos internos e externos e respectivas correlações; convecção natural em geometrias simples (placa, cilindro, cavidade rectangular) e correlações. 

4. Mudança de fase: condensação em filme no exterior de placas e tubos e respectivas correlações; ebulição em reservatório, regimes e correlações respectivas. 

5. Radiação: radiação eletromagnética e térmica; conceitos fundamentais; corpo negro e suas propriedades; propriedades radiativas dos materiais; trocas de radiação em meio não participante (radiosidade, factor de forma e balanços); radiação e convecção combinadas; escudos de radiação; analogia reo-eléctrica e suas limitações.

6. Permutadores de calor: tipos e geometria; diferença de temperatura média logarítmica e eficiência; relações eficiência-NTU para diferentes geometrias.

Bibliografia Obrigatória

Bergman, T. L., Lavine, A. S., Incropera, F. P. and DEWitt, D. P.;; Fundamentals of heat and mass transfer, John Wiley and Sons, 2011. ISBN: 978-0470-50197-9 (versão mais actual da bibliografia adoptada)
Docentes da disciplina; Enunciados de alguns exercícios tipo para apoio às aulas

Bibliografia Complementar

Incropera Frank P.; Fundamentals of heat and mass transfer. ISBN: 978-0-471-45728-2 (corresponde à 6ª edição e existe na Biblioteca FEUP)
Incropera Frank P.; Fundamentos de transferência de calor e de massa. ISBN: 85-216-1146-3 (tradução em português do Brasil da 5ª edição (disponível na Biblioteca FEUP))
Çengel, Yunus A.; Heat Transfer - A Practical Approach, McGraw Hill, 2002. ISBN: 0-07-011505-2
Rui Figueiredo, José Costa e António Raimundo; Transmissão de calor: Fundamentos e Aplicações, Lidel, 2015. ISBN: 978-972-757-983-9

Observações Bibliográficas

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Aulas teóricas com exposição dos conceitos e equações, e análise de exemplos práticos (duas sessões semanais de 1,5 h cada).
Aulas teórico-práticas para abordar a resolução de problemas tipo (uma sessão semanal de 1,5 h). 
Prática laboratorial de introdução à transferência de calor experimental (duas visitas/trabalhos em grupo a realizar durante o semestre em sessões de 2 h cada).

 

Palavras Chave

Ciências Tecnológicas > Engenharia > Engenharia térmica

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Exame	60,00
Teste	30,00
Trabalho laboratorial	10,00
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Estudo autónomo	108,00
Frequência das aulas	54,00
Total:	162,00

Obtenção de frequência

Terão frequência os alunos regularmente inscritos que não excedam o número de faltas conforme as normas de avaliação em vigor.

Fórmula de cálculo da classificação final

Avaliação distribuída com exame final.

A avaliação desta Unidade Curricular é realizada por dois mini-testes teóricos moodle, sem consulta, a realizar durante o semestre, tendo cada um o peso de 15% na nota final, uma prova final prática escrita com o peso de 60% na nota final, e a avaliação decorrente dos dois trabalhos laboratoriais com o peso de 10% na nota final (5% cada). O acesso à prova escrita requer uma nota média de pelo menos 6.0 valores no conjunto das duas provas moodle. As faltas de comparência a um teste moodle, ao exame, ou a um trabalho laboratorial são classificadas com zero valores. 

Na época de recurso a avaliação será composta por uma prova teórica moodle incidindo na totalidade da matéria, com o peso de 30%, e uma prova prática escrita com o peso de 60%, sendo que o acesso à prova escrita de recurso requer uma nota mínima de 6.0 valores na prova moodle de recurso. Não existe recurso para a avaliação laboratorial, mantendo-se para cálculo da classificação final a nota obtida durante a 1ª época.

As regras de avaliação são idênticas para trabalhadores com o estatuto TE, ou qualquer outro estatuto, decorrendo as suas provas nos mesmos dias e horas que as dos alunos regulares. Isto significa que também só terão acesso à prova escrita os estudantes portadores de qualquer estatuto que tenham tido média de 6.0 valores no conjunto das provas moodle de cada época.

Melhoria de classificação ou prova para aprovação a efectuar na época de recurso, fora da época de recurso ou outras épocas de exame (Setembro, conclusão de curso, etc): aplicam-se as mesmas regras que para a avaliação em época de recurso, i.e., uma prova moodle com peso de 30% e uma prova escrita com peso de 60%, sendo que o acesso à prova escrita requer nota mínima de 6.0 valores na prova moodle. A avaliação da componente laboratorial deverá ter sido obtida previamente, sob pena de uma perda de 10% na classificação final.

Todas as provas moodle são sem consulta e não é permitido usar calculadora pessoal. Em todas as provas escritas só é possível consultar o formulário fornecido com o enunciado da prova. A consulta de outros elementos que não os autorizados implica automaticamente, e no mínimo, a anulação da prova.

Todos os exames serão exclusivamente em língua portuguesa, i.e., não haverá versões traduzidas para alunos Erasmus ou de outros programas de intercâmbio pelo que se recomenda o domínio da língua portuguesa para alunos inscritos nesta disciplina.

Naquilo em que este regulamento é omisso aplica-se o regulamento geral da FEUP.

Provas e trabalhos especiais

Não se aplica.

Trabalho de estágio/projeto

Não se aplica.

Avaliação especial (TE, DA, ...)

Melhoria de classificação

Melhoria de classificação ou prova para aprovação a efectuar na época de recurso, fora da época de recurso ou outras épocas de exame (Setembro, conclusão de curso, etc): aplicam-se as mesmas regras da avaliação em época de recurso, i.e., uma prova moodle com peso de 30% e uma prova escrita com peso de 60%, sendo que o acesso à prova escrita requer nota mínima de 6.0 valores na prova moodle. A avaliação da componente laboratorial deverá ter sido obtida previamente, sob pena de uma perda de 10% na classificação final.