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Disciplina detalhes

Fluidos e Transmissão de Calor

Detalhes do curso

Conhecimentos de Base Recomendados

Conhecimentos de Matemática e Física (Mecânica).
Objetivos

O principal objetivo desta unidade curricular é que os estudantes desenvolvam o interesse pela Mecânica dos Fluidos e Transmissão de Calor e que fiquem a conhecer os principais conceitos da estática, cinemática e dinâmica dos fluidos e dos modos de transmissão de calor por condução, convecção e radiação para responderem às principais solicitações práticas que surgem em engenharia nestas áreas.
No final da unidade curricular os estudantes deverão ser capazes de:
- Conhecer os princípios da hidrostática, cinemática e da dinâmica dos fluidos e aplicá-los a casos práticos, tais como:
> Calcular forças de impulsão e em superfícies planas simples;
> Calcular a pressão em manómetros de coluna de líquido;
> Caracterizar o regime do escoamento; calcular perdas de carga em condutas; determinar curvas das instalações;
> Caracterizar as turbomáquinas; interpretar as curvas características; determinar pontos de funcionamento; selecionar bombas; determinar curvas de associação de bombas;

- Conhecer os princípios da transmissão de calor por condução, convecção e radiação e aplicá-los a casos práticos, tais como:
> Explicar as bases da transferência de calor;
> Calcular o fluxo de calor por condução e a distribuição de temperatura em geometrias simples;
> Calcular o fluxo de calor por condução e convecção natural e forçada;
> Classificar os permutadores, efetuar o cálculo de parâmetros de funcionamento e balanços de energia;
> Calcular a energia trocada entre superfícies negras e cinzentas.

- Desenvolver espírito critico e de análise relativamente aos fenómenos físicos abordados;
- Avaliar os problemas e dados disponíveis para a resolução das situações práticas;
- Interpretar os resultados obtidos e analisar se estão próximos dos esperados;
- Conceber instalações simples para a movimentação e distribuição de fluidos;
- Explicar os procedimentos adotados nos laboratórios e os resultados obtidos nos ensaios realizados;
- Comunicar eficazmente a terceiros os resultados e conclusões dos trabalhos desenvolvidos;
- Integrar um grupo de trabalho e ser capaz de o coordenar.
Métodos de Ensino

- Aulas Teórico-Práticas (2x2,0h por semana): método expositivo participado (com utilização de videoprojector para apresentação dos conteúdos, filmes e exercícios) e método participativo (com resolução de problemas práticos por parte dos estudantes).
- Aulas Práticas-Laboratoriais (1x1,0h por semana): método experimental (ensaio laboratoriais sobre os fenómenos lecionados nas aulas teórico-práticas).

Os ensaios laboratoriais complementam conceitos introduzidos nas aulas teórico-práticas, permitem contacto com equipamentos e situações reais. São elaborados relatórios dos ensaios realizados. Os trabalhos são realizados em grupo, o que permite a aquisição de competências de trabalho colaborativo, comunicação e liderança.
Será utilizada a plataforma Moodle para disponibilizar conteúdos, para interação com os estudantes e para apoio à avaliação.
Estágio(s)

Não
Programa

FLUIDOS
1.Conceitos introdutórios de Mecânica dos Fluidos
- Leis básicas da Física; Noção caudal volúmico e mássico; Propriedades termodinâmicas dos fluidos; Viscosidade dinâmica e cinemática
2.Distribuição de pressão e forças causadas por fluidos estáticos
- Lei Pascal; Pressão e gradiente de pressão; Equação fundamental da hidrostática; Forças hidrostáticas em superfícies planas; Impulsão
3.Escoamento de fluidos e regimes dos escoamentos
- Equação continuidade; Equação de Bernoulli; Equação de Energia; Escoamento laminar e turbulento; Número de Reynolds
4.Escoamento viscoso em condutas
- Perdas por atrito; Perdas carga localizadas; Curva da instalação
5.Aplicação e seleção bombas e ventiladores
- Tipos de máquinas; Curvas características e ponto de funcionamento; Seleção; Associação; Semelhança

TRANSMISSÃO DE CALOR
6.Conceitos introdutórios de Transmissão de Calor
- Transmissão de calor e termodinâmica; Modos de transmissão de calor e leis básicas (condução, convecção e radiação)
7.Condução
- Coeficiente de condutibilidade; Equação geral da condução de calor; Condições de fronteira; Fluxos de calor e perfis de temperatura
8.Condução-Convecção
- Coeficiente global de transferência de calor; Resistência térmica; Alhetas
9.Permutadores de Calor
- Tipos de permutadores; Eficiência
10.Convecção
- Convecção forçada; Convecção natural; Números adimensionais; Coeficiente de convecção
11.Radiação
- Leis da radiação; Trocas de calor entre superfícies
Demonstração de conteúdos

-
Demonstração da metodologia

-
Docente(s) responsável(eis)

-
Bibliografia

Robert L. Mott ; Joseph A. Untener; Applied Fluid Mechanics, 7th Edition, Pearson Education Limited, 2016. ISBN: 978-1-292-01961-1 (Livro disponível na Biblioteca da ESTSetúbal/IPS)
Docentes da UC; Powerpoints de apoio à lecionação da UC (Disponível em suporte .PDF no Moodle)
Luís Adriano Oliveira ; António Gameiro Lopes; Mecânica dos Fluidos, 5ª Edição, LIDEL - Edições Técnicas, Lda, 2016. ISBN: 978-989-752-221-5 (Livro disponível na Biblioteca da ESTSetúbal/IPS)
Frank M. White; Mecânica dos Fluidos, 8ª Edição, Mc Graw-Hill, 2015. ISBN: 9788580556063 ((Existente versões mais antigas na Biblioteca da ESTSetúbal/IPS))
Cengel, Yunus A.; Transferência de Calor e Massa - Uma abordagem prática, Mc Graw-Hill, 2009. ISBN: 978-85-7726-075-1 (Livro disponível na Biblioteca da ESTSetúbal/IPS)
Jack Holman; Heat Transfer, 10th Edition, Mc Graw-Hill, 2009. ISBN: 978-0073529363 (Existem versões anteriores na Biblioteca da ESTSetúbal/IPS)
Rui Figueiredo; Transmissão de Calor – Fundamentos e Aplicações, LIDEL - Edições Técnicas, Lda, 2015. ISBN: 978-972-757-983-9 (Livro disponível na Biblioteca da ESTSetúbal/IPS)

Código

LEM21113
Modo de Ensino

PRESENCIAL
ECTS

6.0
Duração

Semestral
Horas

15h Práticas e Laboratórios
60h Teórico-Práticas

Conteúdo atualizado em 21/03/2025 15:46