Introdução aos Sistemas de Energia

Ano
1
Ano lectivo
2016-2017
Código
02009987
Área Científica
Sistemas de Energia
Língua de Ensino
Português
Outras Línguas de Ensino
Inglês
Modo de Ensino
Presencial
Duração
Semestral
Créditos ECTS
6.0
Tipo
Opcional
Nível
2º Ciclo - Mestrado

Conhecimentos de Base Recomendados

NA

Métodos de Ensino

Aulas expositivas em que os conceitos físicos e teóricos surgem associados a exemplos reais e a situações problemáticas que permitem ilustrar o significado físico e matemático desses conceitos. Não existirá uma distinção marcada entre aulas teóricas e aulas teórico-práticas, sendo promovida a realização de questionários diretos aos alunos (“quiz tests”) como forma de avaliar a compreensão e a capacidade de aplicação dos conceitos lecionados.

Resultados de Aprendizagem

Esta unidade curricular (UC) é introdutória aos vários aspetos da energia e em cuja base estão os conceitos físicos de Termodinâmica, Mecânica dos Fluídos, Transmissão de Calor e de Eletricidade.

No final da UC os alunos deverão ser capazes de:

1) Ter noções precisas de:

Energia, potência, trabalho, calor, entalpia, 1ª Lei da Termodinâmica e eficiência;

Viscosidade, variação da pressão com a profundidade, regimes de escoamento, perdas de carga em condutas;

Transferência de calor por condução, convecção e radiação e de coeficientes de transferência de calor;

Corrente elétrica alternada, potência ativa e reativa, produção de energia elétrica e diagramas de carga.

2) Ser capazes de resolver problemas envolvendo:

Balanços energéticos com e sem mudança de fase;

Determinação de pressões exercidas por fluídos e de perdas de carga em condutas;

Aplicação das equações de Fourrier, Newton e Plank;

Consumos de energia elétrica, perdas em condutores e de correção do fator de potência.

Estágio(s)

Não

Programa

1. Termodinâmica

Energia, calor e trabalho. Primeira Lei da Termodinâmica. Equação de estado; modelo dos gases perfeitos. Entalpia. Balanços de massa e de energia em sistemas abertos.

2. Mecânica dos Fluídos

Escoamentos laminares e turbulentos. Conservação da energia para um fluido em movimento. Fluidos invíscidos e incompressíveis. Hidrostática. Equação de Bernoulli. Perdas de carga. Perdas de carga localizadas.

3. Transmissão de Calor

Condução, convecção e radiação. Lei de Fourier. Lei de Newton. Noção de corpo negro: leis de Plank e de Stephan-Boltzmann. Absorção, transmissão e reflexão de radiação. Troca de calor por radiação.

4. Energia Elétrica

Caracterização do sector elétrico. Energia e Potência; Sistema de AC; potência ativa e reativa; transformadores; linhas de transmissão; fluxo de potência. Produção e utilização de energia elétrica: diagrama de carga; eficiência energética; sistema de tarifário; otimização de redes.

Docente(s) responsável(eis)

José Manuel Baranda Moreira da Silva Ribeiro

Métodos de Avaliação

Avaliação
4 Frequências (uma no final de cada módulo) ou prova escrita final com quatro módulos: 100.0%

Bibliografia

1. Y. A. Çengel e M. A. Boles. THERMODYNAMICS: AN ENGINEERING APPROACH, McGraw-Hill, 2008.

2. Y. Cengel, R. Turner, J. Cimbala, Fundamentals of Thermal-Fluid Sciences, McGraw-Hill, 2003

3. M. J. Moran, H. N. Shapiro, B. R. Munson, D. P. DeWitt, Introduction to Thermal Systems Engineering: Thermodynamics, Fluid Mechanics, and Heat Transfer, Willey, 2003

4. F. Kreith. "Princípios da Transmissão de Calor", Edgard Blucher Ltd, 1973.

5. Grimson. "Advanced Fluid Dynamics and Heat Transfer", McGraw-Hill, 1973.

6. L.A. Oliveira, A.G. Lopes. "Mecânica dos Fluidos", ETEP – Lidel, 2006.

7. F. M. White. "Fluid Mechanics", McGraw-Hill, 1999.

8. Grainger, John J., “Power System Analysis”, MacGraw Hill, 1994

9. L. Philipson, H. Lee Willis, “Understanding Electric Utilities and Deregulation”, Marcel Dekker, Inc., 1998.

10. Casazza, J., Frank Delea, “Understanding Electric Power Systems – An Overview of te Technology and the Marketplace”, Wiley, 2003.