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Fenómenos de Transferência I

Código: EBE0203     Sigla: FTRANS1

Áreas Científicas
Classificação Área Científica
OFICIAL Ciências da Engenharia

Ocorrência: 2018/2019 - 1S

Ativa? Sim
Unidade Responsável: Departamento de Engenharia Química
Curso/CE Responsável: Mestrado Integrado em Bioengenharia

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla Nº de Estudantes Plano de Estudos Anos Curriculares Créditos UCN Créditos ECTS Horas de Contacto Horas Totais
MIB 82 Plano de estudos oficial 2 - 6 70 162

Docência - Responsabilidades

Docente Responsabilidade
Alexandra Maria Pinheiro da Silva Ferreira Rodrigues Pinto Regente

Docência - Horas

Teórico-Práticas: 4,00
Práticas Laboratoriais: 1,00
Tipo Docente Turmas Horas
Teórico-Práticas Totais 1 4,00
Manuel António Moreira Alves 2,00
Alexandra Maria Pinheiro da Silva Ferreira Rodrigues Pinto 2,00
Práticas Laboratoriais Totais 4 4,00
Maria Josefina Figueira Ferreira 1,00
Manuel António Moreira Alves 2,00
Rui Carlos Barata Ferreira 1,00

Língua de trabalho

Português

Objetivos

Pretende-se que o estudante desenvolva métodos de abordagem estruturada para a interpretação e quantificação de fenómenos de transferência de calor e de massa em sistemas biotecnológicos industriais, no ambiente e no corpo humano. São requeridos conhecimentos básicos prévios de Análise Matemática e de Termodinâmica.
É conferida particular importância ao desenvolvimento de pensamento crítico na análise das questões que são colocadas ao longo do semestre, nomeadamente na identificação dos mecanismos que, em cada situação específica, determinam as velocidades de transferência de calor e de transferência de massa. O recurso a literatura em língua inglesa é incentivado, bem como o trabalho em grupo, sendo este uma das componentes da avaliação.

 

Resultados de aprendizagem e competências

Resultados de Aprendizagem - resolução de problemas envolvendo transporte de calor e massa, dimensionar sistemas simples onde ocorrem fenómenos de tansferência de calor e massa.

 

Aquisição de competências - desenvolvimento do pensamento crítico para resolver problemas de Engenharia envolvendo transporte de calor e massa,  desenvolvimento de capacidades de integração de conhecimentos, estímulo ao trabalho em grupo.

 

Modo de trabalho

Presencial

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

Pre-requisitos: conhecimentos básicos de Análise Matemática e Termodinâmica.

Programa

TRANSFERÊNCIA DE CALOR
1. Introdução: Transferência de calor versus Termodinâmica. Mecanismos de transferência de calor: condução, convecção e radiação.
2. Transferência de calor por condução em estado estacionário.
3. Transferência de calor em estado não-estacionário.
4. Transferência de calor por convecção: camada-limite térmica; correlações para cálculo dos coeficientes convectivos em fluidos Newtonianos. Aplicações a Sistemas de Permuta de Calor.
5. Notas Sumárias sobre Transferência de Calor por Radiação.

TRANSFERÊNCIA DE MASSA
5. Fundamentos de transferência de massa: Difusão molecular. Convecção e seus efeitos na difusão. Transferência de massa em estado não-estacionário.
6. Transferência de massa e reacção (casos simples). Transferência de massa em sistemas gás-líquido e sólido-fluido (casos simples)
7. Transferência simultânea de massa e de calor.

8. Casos ilustrativos (alguns dos exemplos tratados ao longo do semestre): transferência de calor em queimaduras na pele; transferência de calor em aterros sanitários; pasteurização do leite; perfis de temperatura na esterilização de alimentos sólidos; efeitos de convecção, radiação e transpiração na manutenção da temperatura do corpo; transferência de massa em reactores biológicos; sistema artificial de oxigenação de sangue; rim artificial/hemodiálise; libertação controlada de fármacos.

 

Bibliografia Obrigatória

Luis Melo; Apontamentos (Slides) de Transferência de Calor, FEUP, 2015
Çengel, Yunus A.; Heat transfer. ISBN: 0-07-115150-8
Alexandra Pinto; Apontamentos (Slides) de Transferência de Massa, FEUP, 2015
Middleman, Stanley; An introduction to mass and heat transfer. ISBN: 0-471-11176-7

Bibliografia Complementar

John Lienhard IV, John Lienhard V; A Heat Transfer Textbook (Livro disponível no site http://web.mit.edu/lienhard/www/ahtt.html), Phlogiston Press, Cambridge, Massachussets, 2006

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

A unidade curricular assenta em 3 aulas teórico-práticas semanais(duas de 1,5 h e uma de 1 h), nas quais serão expostos os conceitos teóricos e as suas aplicações, e será discutida a resolução de problemas ilustrativos.
Os estudantes terão acesso a folhas de problemas para treino, que deverão resolver ESSENCIALMENTE fora das aulas, procurando o apoio dos docentes sempre que considerem necessário.

Existem também aulas laboratoriais que dedicam em média 1 h por semana aos temas desta UC.

 

Palavras Chave

Ciências Tecnológicas

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Designação Peso (%)
Exame 50,00
Trabalho escrito 25,00
Trabalho laboratorial 25,00
Total: 100,00

Obtenção de frequência

Frequência das aulas.

 

Fórmula de cálculo da classificação final

A classificação final baseia-se em "Avaliação Distribuída com Exame":

1) AVALIAÇÃO DISTRIBUÍDA:
1-A) Trabalhos de casa (Peso: 25%) - realização de 1 Trabalho de Transferência de Calor e de 1 Trabalho de Transferência de Massa  Os trabalhos são resolvidos por grupos constituídos por 2 estudantes. A realização destes problemas é OBRIGATÓRIA.  
1-B) Trabalhos Laboratoriais (Peso: 25%) - realizados nas aulas laboratoriais. São OBRIGATÓRIOS.

2) EXAME: O peso do Exame será 50%.

Os Exames, das épocas Normal, de Recurso ou Especial abrangem toda a matéria da UC. Duração dos Exames: 3 h. Os Exames contêm uma Parte SEM consulta e uma Parte COM consulta.


NOTA IMPORTANTE: Para aplicar a média ponderada acima referida, é necessário obter uma nota MÍNIMA de 8 valores na componente "Exame", devendo ainda o estudante obter um MÍNIMO de 4 valores em cada uma das partes (Transf. Calor e Transf. Massa).

 

Provas e trabalhos especiais

ver Cálculo da Classificação Final

 

Avaliação especial (TE, DA, ...)

Exame final

 

Melhoria de classificação

Exame Final Global

 

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