Disciplina

Área

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

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Nível

As provas de avaliação de conhecimentos são constituídas por um exame final e por um trabalho laboratorial. O exame final é constituído por uma parte teórica, sem consulta e sem auxílio de instrumentos de cálculo, e por uma parte prática, com consulta limitada a livros ou apontamentos teóricos. Não é permitida a consulta de livros de problemas nem dos apontamentos/problemas das aulas práticas. A nota mínima exigida no exame é 8.5 valores. O trabalho laboratorial é efectuado em grupos de 3 alunos. A avaliação é feita com base num relatório sobre o trabalho laboratorial. A nota final é obtida através da média ponderada das notas do exame (75%) e do relatório (25%) No caso de a nota final exceder 16 valores, o aluno pode optar entre submeter-se a uma prova oral ou ficar com a nota de 16 valores. Em caso de suspeita de violação das regras de avaliação numa prova escrita, o corpo docente reserva-se o direito de convocar o aluno para uma prova oral, que determinará a nota final.

Tipo

Não Estruturante

Regime

Semestral

Carga Horária

1º Semestre

3.0 h/semana

1.0 h/semana

0.5 h/semana

105.0 h/semestre

Objectivos

Integrar num assunto específico os conhecimentos adquiridos em disciplinas anteriores (termodinâmica, química, mecânica de fluidos, transmissão de calor, etc). Preparar os alunos para entender e analisar os múltiplos processos e equipamentos ligados a combustão. Entender o papel da combustão sob os pontos de vista energético e ambiental. Adquirir a linguagem típica de Combustão e os conhecimentos que permitam manter-se actualizado nos anos futuros. Transmitir os conceitos básicos de cinética química relevantes em combustão. Aplicar balanços de massa e energia a problemas de combustão. Descrever os principais combustíveis e as suas propriedades. Descrever os princípios de ignição, estabilização e extinção de chamas, e a estrutura das chamas de pré-mistura e difusão, em regimes laminar e turbulento. Apresentar modelos simples para descrever a queima de combustíveis líquidos e sólidos. Identificar os principais poluentes, mecanismos de formação e métodos de redução de emissões. Learning Outcomes: Ao terminar Combustão o aluno deve Geral: saber que combustão integra conhecimentos adquiridos em disciplinas a montante; entender dos pontos de vista energético e ambiental a combustão, seus processos e equipamentos; ter adquirido a linguagem típica de Combustão e os conhecimentos que permitam manter-se atualizado nos anos futuros. Específicos: ter aprendido os conceitos básicos de cinética química relevantes em combustão. O estudante deve ser capaz de aplicar balanços de massa e energia a problemas de combustão; descrever os principais combustíveis e as suas propriedades; descrever os princípios de ignição, estabilização, extinção, e estrutura das chamas de pré-mistura e difusão, em regimes laminar e turbulento; apresentar modelos simples para descrever a queima de combustíveis líquidos e sólidos; identificar os principais poluentes, mecanismos de formação e métodos de redução de emissões.

Programa

A combustão no mundo actual. Termoquímica. Composição química e estequiometria. Temperatura adiabática de chama. Equilíbrio químico. Cinética química. Taxa e constante de reacção. Mecanismos de reacção. Equações de conservação para sistemas reactivos. Fracção de mistura. Combustíveis gasosos, líquidos e sólidos. Ignição espontânea e forçada. Chamas de pré-mistura laminares. Estrutura e velocidade de propagação de chama. Limites de flamabilidade. Retorno de chama e quenching. Chamas de difusão laminares. Jacto laminar isotérmico ou com combustão. Chamas turbulentas. Velocidade de propagação de chama. Reactor de mistura perfeita. Estabilização de chama. Evaporação e combustão de uma gota de combustível. Atomização e sprays. Combustão de sprays. Chamas de combustíveis sólidos. Combustão de uma partícula de carbono. Combustão de partículas em suspensão, em grelha e em leito fluidizado. Tipos de poluentes. Mecanismos de formação e métodos de controlo das emissões.

Metodologia de avaliação

As provas de avaliação de conhecimentos são constituídas por um exame final e por um trabalho laboratorial. O exame final é constituído por uma parte teórica, sem consulta e sem auxílio de instrumentos de cálculo, e por uma parte prática, com consulta limitada a livros ou apontamentos teóricos. Não é permitida a consulta de livros de problemas nem dos apontamentos/problemas das aulas práticas. A nota mínima exigida no exame é 8.5 valores. O trabalho laboratorial é efectuado em grupos de 3 alunos. A avaliação é feita com base num relatório sobre o trabalho laboratorial. A nota final é obtida através da média ponderada das notas do exame (75%) e do relatório (25%) No caso de a nota final exceder 16 valores, o aluno pode optar entre submeter-se a uma prova oral ou ficar com a nota de 16 valores. Em caso de suspeita de violação das regras de avaliação numa prova escrita, o corpo docente reserva-se o direito de convocar o aluno para uma prova oral, que determinará a nota final.

Bibliografia

Principal

Combustão

Coelho, P. e Costa, M.

2007

Ed. Orion


An Introduction to Combustion, Concepts and Applications

Turns, S.R.

2011

McGraw-Hill, 3ª Edição


Secundária

Principles of Combustion

Kuo, K.K.

1996

John Wiley & Sons


Combustion Physics

Law, C.K.

2006

Cambridge University Press


Combustion

Glassman, I

1996

Academic Press, 3ª edição


Combustion: Physical and Chemical Fundamentals, Modeling and Simulation, Experiments, Pollutant Formation

Warnatz, J., Mass, U. and Dibble, R. W.

2006

Springer, 4ª edição.