Disciplina

Área

Área Científica de Termofluidos e Tecnologias de Conversão de Energia > Fenómenos de Transferência

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Nível

Trabalho computacional (15%) + Trabalho laboratorial (15%) + 1 mini-teste (20%) + 1 exame (50%).

Tipo

Não Estruturante

Regime

Semestral

Carga Horária

1º Semestre

0.5 h/semana

119.0 h/semestre

Objectivos

Descrever os mecanismos físicos de emissão e absorção de radiação e de scattering, Introduzir a equação de transferência de calor por radiação. Descrever métodos de cálculo computacional para resolver problemas de radiação em meios participantes. Apresentar as propriedades radiativas dos gases e partículas e descrever métodos simples para estimar essas propriedades. Apresentar os fundamentos da transmissão de calor com mudança de fase. Apresentar correlações empíricas para estimar o coeficiente de convecção em processos de ebulição livre, ebulição forçada, condensação em película e condensação em gota. Apresentar os fundamentos da transmissão de calor em meios porosos. Introduzir as equações de transporte macroscópico em meios porosos. Definir propriedades efectivas e apresentar métodos para a sua estimativa. Descrever conceitos básicos de dimensionamento de permutadores, os fundamentos de permutadores de calor compactos e de técnicas de aumento da taxa de transmissão de calor.

Programa

Radiação térmica em meios participantes. Emissão, absorção e scattering. Equação da transferência de calor por radiação. Métodos numéricos. Propriedades radiativas dos gases: fundamentos. Modelos de linha-a-linha, modelos de bandas e modelos globais. Gráficos de Hottel e correlações de Leckner. Propriedades radiativas de partículas: fundamentos. Teoria de Mie. Teoria simplificadas. Regimes de ebulição. Mecanismos físicos e correlações empíricas para ebulição em convecção forçada e ebulição livre: Condensação em película e condensação em gotas: mecanismos físicos e correlações empíricas. Transmissão de calor em meios porosos. Caracterização morfológica. Regimes de escoamento e lei de Darcy-Forchheimer. Equações de transporte macroscópico. Propriedades efectivas dos meios porosos. Permutadores de calor. Dimensionamento, perda de carga e potência de bombagem. Resistência de depósito. Permutadores de calor compactos. Técnicas de aumento da taxa de transmissão de calor.

Metodologia de avaliação

Trabalho computacional (15%) + Trabalho laboratorial (15%) + 1 mini-teste (20%) + 1 exame (50%).

Pré-requisitos

Termodinâmica I, Termodinâmica II, Mecânica dos Fluidos I, Mecânica dos Fluidos II, Transmsissão de Calor.

Componente Laboratorial

Trabalho laboratorial sobre ebulição ou condensação.

Princípios Éticos

Todos os membros do grupo são responsáveis pelo trabalho do grupo. Em qualquer avaliação, todo o aluno deve divulgar honestamente qualquer ajuda recebida e fontes usadas. Numa Avaliação oral, todo aluno deverá ser capaz de apresentar e responder a perguntas sobre toda a avaliação.

Componente de Programação e Computação

Trabalho computacional envolvendo programação ou utilização de software comercial.

Componente de Competências Transversais

Competências Interpessoais (trabalho em equipa).

Bibliografia

Principal

"Fundamentals of Heat and Mass Transfer"

T.L Bergman, A.S. Lavine F.P. Incropera and D.P. de Witt

2018

John Wiley & Sons, 8ª Edição


"Radiative Heat Transfer"

M.F. Modest

2013

Academic Press , 3rd Edition


"Heat Exchangers: Selection, Rating, and Thermal Design"

S. Kakaç, H. Liu and A. Pramuanjaroenkij

2012

CRC Press, 3rd Edition


"Principles of Heat Transfer in Porous Media"

M. Kaviany

1991

Springer-Verlag