Química e Física Avançada do Fogo

Ano
1
Ano lectivo
2022-2023
Código
03004852
Área Científica
Química
Língua de Ensino
Português
Modo de Ensino
Presencial
Duração
Semestral
Créditos ECTS
6.0
Tipo
Opcional
Nível
3º Ciclo - Doutoramento

Conhecimentos de Base Recomendados

2.º Ciclo concluído, Análise Matemática I, Análise Matemática II, Análise Matemática III, Física Geral I, Física Geral II, Termodinâmica, Termodinâmica Aplicada, Transmissão de Calor I, Transmissão de Calor II, Mecânica dos Fluidos I, Mecânica de Fluidos II, Fundamentos de Segurança ao Incêndio em Edifícios.

Métodos de Ensino

Aulas Teóricas

A metodologia seguida consiste em primeiro lugar em motivar o aluno para o estudo das matérias a apresentar e em segundo lugar em apresentar as matérias de uma forma inteligível para o aluno. A apresentação da aula é feita recorrendo a meios audiovisuais em formato digital como a projecção de imagens e filmes e suportada em bibliografia de base.

Aulas Teórico-Práticas

A metodologia seguida consiste na resolução de problemas teórico-práticos cuidadosamente escolhidos para permitir após a sua resolução chegar a uma conclusão interessante e tão geral quanto possível. Realização de 2 trabalhos de simulação numérica. No final da unidade curricular cada um dos alunos realizará um trabalho de síntese sobre a matéria tratada nas aulas, devendo ainda fazer uma análise crítica sobre o estado desses conhecimentos.

Resultados de Aprendizagem

Nesta unidade curricular, a frequentar pelos alunos que pretendam desenvolver tese em domínios relacionados com a modelação do desenvolvimento do incêndio, serão transmitidos conhecimentos complementares e mais profundos aos ministrados na unidade curricular de Fundamentos da Segurança ao Incêndio em Edifícios e será desenvolvida a capacidade de desenvolver modelos de simulação de incêndios em edifícios. Pretende-se que o aluno adquira uma sólida formação nestas áreas de modo a que possa compreender em profundidade o fenómeno do fogo e seja capaz de desenvolver um modelo de simulação do incêndio em edifícios. As áreas de conhecimento a desenvolver e a aplicar que constituem os fundamentos da ciência da combustão são a termoquímica, os processos de transferência de calor, massa e quantidade de movimento em regime laminar e turbulento, a mecânica dos fluidos e a cinética química.

Estágio(s)

Não

Programa

1. Abordagens aos problemas de propagação de incêndios.

2. Relações integrais aplicadas a um volume de controlo. O teorema de transporte de Reynolds. Conservação de massa. Conservação de massa de uma espécie química. Conservação de quantidade de movimento linear. Conservação da quantidade de movimento angular. Conservação da Energia.

3. Relações diferenciais para escoamentos reactivos. Forma geral das equações de conservação. Equação diferencial de conservação de massa. A equação diferencial de conservação de massa de uma espécie química. Equação diferencial de conservação da quantidade de movimento linear. Equação diferencial de conservação da energia. Equação de conservação da fracção de mistura. Equações de conservação em coordenadas cilíndricas e esféricas. Condições fronteira para as equações básicas.

4. Análise dimensional. O princípio da homogeneidade dimensional.

5. Escoamentos turbulentos. Modelos de turbulência avançados.

6. Aplicações.

7. Modelação da propagação do incêndio.

Métodos de Avaliação

Contínua
2 Relatórios de simulação numérica: 20.0%
8 Relatórios de resolução de problemas: 20.0%
1 Relatório e apresentação oral de um trabalho de síntese: 60.0%

Bibliografia

1. Turns, S. R., An Introduction to Combustion: Concepts and Applications, 3rd Ed., McGraw-Hill, 2012.

2. Coelho, P. e Costa, M., Combustão, Edições Orion, 2007.

3. Borman, G. L., and Ragland, K. W., Combustion Engineering, 2nd Ed., McGraw-Hill, 1998.

4. Poling, B. E., Prausnitz, J. M., O’Connell, J., The Properties of Gases & Liquids, 5th Ed., McGraw-Hill, 2001.

5. Kuo, K. K., Principles of Combustion, John Wiley & Sons, 1986.

6. Drysdale, D., An Introduction to Fire Dynamics, 3rd Ed., John Wiley & Sons, 2011.

7. Incropera, F.P., DeWitt, D.P., Bergman, T. L. and Lavine, A.S., Fundamentals of Heat and Mass Transfer, John Wiley & Sons, 7th Ed., 2011.

8. White, F. M., Fluid Mechanics, 7th Ed., McGraw-Hill, 2011.

9. Schlichting, H., Boundary-Layer Theory, 7th Ed., McGraw-Hill, 1979.

10. Anderson, D. A., Tannehill,, J. C., Pletcher, R. H., Computational Fluid Mechanics and Heat Transfer, Hemisphere Publishing Corporation, New York, 1984.