Transferência de Calor e Massa

Código:

EA0028

Sigla:

TCM

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Capacid. e atit. pessoais, interp. e profissionais
OFICIAL	Tecnologias Ambientais
OFICIAL	Ciências da Engenharia

Ocorrência: 2019/2020 - 1S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Departamento de Engenharia Química e Biológica
Curso/CE Responsável:	Mestrado Integrado em Engenharia do Ambiente

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
MIEA	64	Plano de estudos oficial a partir de 2006/07	3	-	6	56	162

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 químicos, físicos e biotecnológicos, no ambiente, na indústria e no corpo humano. São necessários conhecimentos anteriores de Análise Matemática e de Termodinâmica básica.
É conferida particular importância ao desenvolvimento de pensamento crítico na análise das questões que lhes 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)

Análise Matemática e bases da 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. Elementos de Transferência de Calor por Radiação.

TRANSFERÊNCIA DE MASSA:
1. Elementos de Transferência de Calor por Radiação: emissão, absorção e transmissão da radiação. Radiação solar e atmosférica - conceitos e cálculos.
2. Fundamentos de transferência de massa: Difusão molecular. Convecção e seus efeitos na difusão. Transferência de massa em estado não-estacionário.
3. Transferência de massa e reacção (casos simples). Transferência de massa em sistemas gás-líquido e sólido-fluido (casos simples)
4. Transferência simultânea de massa e de calor.

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.

 

Bibliografia Obrigatória

Luís de Melo; Transferência de Calor (slides), 2016
Alexandra Pinto; Transferência de Massa (slides), 2016
Çengel, Yunus A.; Heat transfer. ISBN: 0-07-115150-8
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. Alguns dos problemas dessa folha serão discutidos nas aulas.

 

Palavras Chave

Ciências Tecnológicas

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Exame	70,00
Trabalho escrito	30,00
Total:	100,00

Obtenção de frequência

Frequência das aulas

 

Fórmula de cálculo da classificação final

A classificação final  envolve Avaliação Distribuída e Exame:

1) AVALIAÇÃO DISTRIBUÍDA (peso: 30%), que consiste na realização de 1 Trabalho de Transferência de Calor (peso 15%) e 1 Trabalho de Transferência de Massa  (peso 15%). Os Trabalhos são resolvidos por grupos constituídos por 2 estudantes. 
A realização destes Trabalhos é OBRIGATÓRIA.

2) EXAME: O peso do Exame será 70%.

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 (70% Exame + 30% Avaliação Distribuída), é necessário obter uma classificação MÍNIMA de 8 valores na componente "Exame", devendo no Exame 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