Disciplina Curricular
Fenómenos de Transferência I FT-I
Mestrado Bolonha em Engenharia e Gestão da Energia - MEGE
Contextos
Grupo: MEGE > 2º Ciclo > Formação de Harmonização
Período:
Peso
6.0 (para cálculo da média)
Pré-requisitos
Conhecimentos básicos de Física e Mecânica (Mecânica e Ondas) e de análise Matemática (primitivas, análise integral e equações diferenciais).
Objectivos
Adquirir conhecimentos fundamentais de escoamento de fluidos, incluindo a aplicação de de balanços globais e diferenciais à massa, à quantidade de movimento e à energia mecânica para sistemas de geometrias simples. Compreensão e aplicação do princípio de conservação da energia a escoamento ideal. Compreensão dos fundamentos dos equipamentos para transporte de fluidos, incluindo curvas características para bombas centrífugas e cavitação. Capacidade de desenhar circuitos simples para transporte de fluidos, incluindo a selecção de bombas e baseado na previsão da perda de carga por atrito e na potência de bombagem. Capacidade de usar teoria dos modelos e de aplicar factores de escala (scale-up) a tanques com agitação.
Programa
FUNDAMENTOS Introdução aos Fenómenos de Transporte. Hidrostática. Viscosidade e tensão de corte. Reologia. Balanços globais de massa, quantidade de movimento e energia. Escoamento ideal. Medidores de caudal e de velocidade baseados na equação de Bernoulli. Regimes de escoamento e número de Reynolds. Balanços diferenciais em escoamento de Couette e de Poiseuille. Equações da Continuidade e do Movimento. Análise dimensional: o teorema Pi de Buckingham e determinação de grupos adimensionais. APLICAÇÕES Atrito no escoamento em tubos: factor de atrito; perda de carga em acessórios e potência de bombagem. A camada-limite e o escoamento turbulento. Escoamento compressível: escoamento isotérmico e escoamento adiabático. Escoamento com objectos imersos; arrasto e velocidade terminal de uma esfera. Bombas: trabalho e potência de bombagem; curva característica; cavitação e carga de sucção; ponto de funcionamento. Agitação: potência e eficiência de agitação; scale-up.
Metodologia de avaliação
Exame final: 50%; Laboratório: 20%; Mini-testes 30%. Laboratórios: relatórios a entregar no prazo de uma semana após a sessão. Mini-testes: durante as aulas (2 mini-testes).
Componente de Competências Transversais
Planeamento do trabalho laboratorial: preparação e discussão com o grupo da estratégia de execução do trabalho. Gestão do tempo: tratamento de dados no laboratório dentro da moldura temporal estabelecida. Trabalho em equipa: no laboratório, planeamento, aquisição e tratamento de dados em grupo a ser encorajada. Multitarefas: tratamento de dados no laboratório a ser feita em tempo quase real, i.e., durante o processo de aquisição na experiência. Na componente laboratorial, a participação nas aulas será também contabilizada.
Componente Laboratorial
Cinco trabalhos demonstrativos funcionando ao longo do semestre: 1. Equação de Bernoulli; 2. Medição da viscosidade de líquidos; 3. Perda de carga por atrito num circuito de água; 4. Determinação do factor de atrito para escoamento de ar num tubo; 5. O tubo de Pitot - determinação de um perfil de velocidade. Organização em grupos de três alunos, com cada grupo fazendo um trabalho por sessão (3 h /sessão). Cada grupo deverá realizar três trabalhos ao longo do semestre, idealmente o trabalho 1 (equação de Bernoulli) e dois outros trabalhos. Tratamento dos resultados feito de imediato, durante a sessão. Dois relatórios a apresentar.
Componente de Programação e Computação
Desenvolvimento de fichas de trabalho em ambiente Excel, para tratamento dos resultados laboratoriais. Esta componente será classificada como parte da componente laboratorial.
Princípios Éticos
Todos os membros de um grupo são responsáveis pelo trabalho do grupo. Em qualquer avaliação todo o aluno deve divulgar qualquer ajuda recebida e fontes usadas. Numa avaliação oral, todo o aluno deverá ser capaz de apresentar e responder a perguntas sobre toda a avaliação.