Disciplina

Área

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

Activa nos planos curriculares

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MEGE 2021 > MEGE 2021 > 2º Ciclo > Área Principal > Áreas de Especialização > Área de Especialização em Conversão de Energia > Combustão

MEGE > MEGE > 2º Ciclo > Formação em Combustíveis > Formação Especializada em Combustíveis > Opção > Combustão

MEMec 2006 > MEMec 2006 > 2º Ciclo > Áreas de Especialização > Energia > Combustão

Nível

Trabalho Computacional (25%), trabalho experimental (25%), exame final (50%)

Tipo

Não Estruturante

Regime

Semestral

Carga Horária

1º Semestre

3.0 h/semana

0.5 h/semana

119.0 h/semestre

Objectivos

Integrar conhecimentos adquiridos em unidades curriculares anteriores (termodinâmica, química, mecânica de fluidos, transmissão de calor, etc). Analisar o papel da combustão no presente e futuro, sob os pontos de vista energético e ambiental, designadamente o contributo para a satisfação da procura de energia, os recursos disponíveis e as emissões de poluentes. Transmitir os conceitos básicos de termoquímica e cinética química relevantes em combustão. Estender as equações de conservação de massa, quantidade de movimento e energia a problemas de combustão. 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 o fundamentos e modelos simples para descrever a queima de combustíveis gasosos, líquidos e sólidos. Descrever tecnologias limpas de combustão e combustíveis alternativos. Identificar os principais poluentes, mecanismos de formação e métodos de redução de emissões

Programa

Procura global de energia: o papel da combustão. Reservas de combustíveis fósseis. Termoquímica. Estequiometria. Temperatura adiabática de chama. Equilíbrio químico. Cinética química. Taxa de reacção. Reacções global e elementares. Mecanismos de reacção. Equações de conservação. Modelos de reactores. Ignição de misturas reactivas. Chamas de pré-mistura laminares e turbulentas. Velocidade de propagação. Limites de flamabilidade e quenching. Estabilidade, retorno, descolamento e extinção de chama. Chamas de difusão laminares e turbulentas. Comprimento de chama, altura de descolamento, velocidade de extinção. Queima de combustíveis líquidos. Atomização e sprays. Combustão do carvão. Conversão termoquímica da biomassa: combustão, pirólise e gasificação. Tecnologias limpas de combustão. Conversores catalíticos. Captura e sequestro de CO2. Combustão oxifuel. Combustão sem chama visível. Combustíveis alternativos. Emissões de poluentes. Parâmetros de influência e mitigação das emissões.

Metodologia de avaliação

Trabalho Computacional (25%), trabalho experimental (25%), exame final (50%)

Pré-requisitos

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

Componente Laboratorial

Trabalho experimental sobre velocidade de propagação de chama com avaliação de relatório escrito.

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

N/A

Componente de Competências Transversais

Competências interpessoais (trabalho em equipa).

Bibliografia

Principal

"Combustão"

Coelho, P. e Costa, M.

2012

Ed. Orion, 2ª edição


"An Introduction to Combustion, Concepts and Applications"

Turns, S.R.

2011

McGraw-Hill, 3ª Edição


"Chemically Reacting Flow"

Kee. R. J., Coltrin, M.E., Glarborg, P. and Zhu, H.

2017

Wiley, 2nd edition


"An Introduction to Turbulent Reacting Flows"

Cant, R.S. and Mastorakos, E.

2008

Imperial College Press


"Biomass Gasification, Pyrolysis, and Torrefaction"

Basu, P.

2013

Academic Press, 2nd edition


Secundária

"Combustion"

Glassman, I, Yetter, R.A. and Glumac, N.G

2014

Academic Press, 5ª edição


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

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

2006

Springer, 4ª edição.