Disciplina

Área

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

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Nível

A classificação é composta por um exame (E), dois minitestes (T1 e T2) e trabalhos de laboratório (L). A nota final (FG) é calculada usando FG = 0,5×E + 0,15×(T1 + T2) + 0,2×L.

Tipo

Não Estruturante

Regime

Semestral

Carga Horária

1º Semestre

1.25 h/semana

0.5 h/semana

59.5 h/semestre

Objectivos

A unidade curricular tem como objectivo fornecer aos alunos o conhecimento do funcionamento dos vários tipos de turbomáquinas: 1) de forma unificada, partindo dos princípios básicos da teoria das turbomáquinas 2) o desenvolvimento de métodos para o estudo das características de funcionamento em condições de projecto, e/ou em condições de funcionamento afastadas das nominais e em escoamento não-permanente.

Programa

Equações fundamentais do escoamento relativo no rotor de turbomáquinas. Equação de Euler. Transferência de energia e rendimentos: turbomáquinas de andar simples e vários andares. Teoria das turbomáquinas axiais: cascatas de pás, escoamento axissimétrico e tridimensional. Escoamento tridimensional em turbomáquinas radiais. Efeitos dinâmicos (“surge” e “rotating stall”). Cavitação em turbomáquinas hidráulicas. Turbinas axiais de vapor e gás. Compressores, bombas e ventiladores axiais. Compressores, bombas ventiladores centrífugos. Turbinas radiais. Turbinas hidráulicas. Turbinas eólicas. Utilização de CFD no projecto de turbomáquinas. Ensaio laboratorial de uma turbina ou compressor.

Metodologia de avaliação

A classificação é composta por um exame (E), dois minitestes (T1 e T2) e trabalhos de laboratório (L). A nota final (FG) é calculada usando FG = 0,5×E + 0,15×(T1 + T2) + 0,2×L.

Pré-requisitos

Mecânica dos fluidos e termodinâmica.

Componente Laboratorial

Previsão do desempenho e análise detalhada do escoamento num andar de turbomáquinas utilizando um template do código 3D RANS Multall-open. Ensaio laboratorial de uma turbina ou compressor.

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

Para além do pós-processamento dos dados do laboratório, os alunos executam um código de CFD para a análise do escoamento em turbomáquinas.

Componente de Competências Transversais

O trabalho de laboratório deve ser realizado em grupos e requer pensamento crítico e inovador, contribuindo para as capacidades de trabalho em equipa e para melhorar a comunicação científica e técnica entre os futuros engenheiros.

Bibliografia

Principal

"Turbomachinery Flow Physics and Dynamic Performance"

M. T. Schobeiri

2012

Springer, 2nd Edition, (ISBN 9783642246753).


"Principles of Turbomachinery"

S. Korpella

2019

Wiley, 2nd Edition, (ISBN 1119518083).


"Fluid Mechanics and Thermodynamics of Turbomachinery"

S. L. Dixon, C. A. Hall

2014

Elsevier, 7th Edition, (ISBN 9351071774)


"Design of High Efficiency Turbomachines and Gas Turbines"

D. G. Wilson, T. Korakianitis

2014

The MIT Press, 2nd Edition, (ISBN 0262526689).


"Principles of Turbomachinery in Air-Breathing Engines"

E. A. Baskharone

2006

Cambridge University Press, (ISBN 0521858100).


Turbomáquinas - Texto de Apoio

A. F. O. Falcão

2019

Edição da AEIST