Disciplina Curricular
Complementos de Transmissão de Calor CTCal
Mestrado Integrado em Engenharia Mecânica - MEMec 2006
Contextos
Grupo: MEMec 2006 > 2º Ciclo > Áreas de Especialização > Energia
Período:
Peso
6.0 (para cálculo da média)
Objectivos
Descrever métodos simples para resolver problemas de radiação térmica em meios participantes e de transmissão de calor com mudança de fase. Desenvolver a capacidade de análise e solução de problemas de transmissão de calor através de métodos de numéricos.
Programa
1. Radiação térmica em meios participantes. Equação da transferência de calor por radiação. Propriedades radiativas dos gases: fundamentos. Modelos de cálculo das propriedades radiativas dos gases. Modelo de mistura de gases cinzentos. Emissividade e absorvidade totais: Gráficos de Hottel e correlações de Leckner. Coeficiente de absorção médio. Propriedades radiativas de partículas: fundamentos. Teoria de Mie. Teoria simplificadas. Propriedades radiativas de partículas de carvão e de fuligem. Radiação em recintos fechados com um meio participante. Método das zonas. Comprimento médio equivalente dos raios. Equações da radiosidade e análogo eléctrico. Método de Monte Carlo. Radiação solar. 2. Transmissão de calor com mudança de fase. Fusão e solidificação: mecanismos físicos. Modelo simplificado para o caso unidimensional. Ebulição livre e ebulição em convecção forçada: mecanismos físicos e correlações empíricas. Condensação em película e condensação em gotas: mecanismos físicos e correlações empíricas. 3. Métodos numéricos em transmissão de calor. Diferenças finitas, elementos finitos e volumes finitos. Discretização da equação de condução do calor através do método dos volumes finitos. Condições de fronteira. Algoritmo de solução. Equações de camada limite. Solução das equações de camada limite. Equações de Navier-Stokes. Discretização de uma equação de transporte através do método dos volumes finitos. Cálculo da pressão. Acoplamento pressão ? velocidade: algoritmo SIMPLE. Regime turbulento. Exemplos de aplicação a convecção forçada e natural. Método dos volumes finitos para radiação térmica. 4. Seminários sobre um tópico a seleccionar (por exemplo, transmissão de calor em meios porosos; bio-transferência de calor; transmissão de calor à micro/nano escala; métodos inversos em transmissão de calor).
Metodologia de avaliação
Testes (70%), trabalho laboratorial (5%), trabalho computacional (25%).