Transferência de Calor e Massa

Conhecimentos de Base Recomendados

Termodinâmica, Termodinâmica Aplicada, Mecânica dos Fluidos I, (II), Transmissão de Calor.

Métodos de Ensino

As aulas teóricas têm um formato tradicional, sendo essencialmente conduzidas através da exposição da matéria com apoio de transparentes ou de slides em Powerpoint.

As aulas teórico-práticas são dedicadas à análise e à resolução de problemas teórico-práticos de aplicação dos conhecimentos teóricos. Nelas são também esclarecidas algumas dúvidas relativas à realização dos “trabalhos de casa”: 2 ou 3 problemas, que o estudante deve resolver por sua conta, ao longo do período lectivo, e apresentar o respectivo relatório de resolução.

Resultados de Aprendizagem

O aluno aprofunda e complementa os conhecimentos adquiridos na disciplina de Transmissão de Calor.

Começa-se por revisitar a condução térmica, em aspectos mais específicos como a condução com geração interna de calor e a análise e o dimensionamento de sistemas de alhetas. Segue-se a caracterização física dos fenómenos de ebulição e de condensação, expondo as variantes do método empírico para a determinação do coeficiente de convecção com mudança de fase. No capítulo dos permutadores de calor, o aluno é levado a aplicar os conhecimentos até aí adquiridos nas duas disciplinas, com vista à análise e ao dimensionamento de equipamentos térmicos. Por fim, a partir pelos conceitos de base e pelas leis fundamentais, o aluno aprenderá o significado do coeficiente de transferência de massa e as metodologias para a sua determinação. Será dado ênfase às analogias entre transferência de calor, de massa e de quantidade de movimento.

Estágio(s)

Não

Programa

Complementos:

- Condução com geração de calor, em sistemas planos e cilíndricos.

- Alhetas: objectivos; diferentes tipos de alhetas. Análise do comportamento térmico de alhetas. Rendimento; eficácia térmica de uma alheta e de um sistema com alhetas.

Convecção com mudança de fase. Ebulição: curva característica e regimes. Ebulição de um fluido estagnado e em escoamento forçado. Correlações empíricas e metodologias para a avaliação do fluxo de calor. Condensação: condensação em película. Condensação no interior de tubos. Diferentes metodologias de análise e cálculo.

Permutadores de calor. Diferentes tipos e modos de funcionamento. Análise de permutadores: métodos da DMLT e da eficácia-NTU. Casos particulares.

Transferência de Massa. Introdução. Lei de Fick da difusão. Difusão em gases: contra-difusão molecular; evaporação em coluna. Difusão em líquidos e em sólidos. Coeficiente de transferência de massa. Analogia entre transferência de calor e transferência de massa.

Docente(s) responsável(eis)

José Joaquim da Costa

Métodos de Avaliação

Avaliação
Métodos de avaliação: - Frequência/Midterm exam; - Exame/Exam;: 100.0%

Bibliografia

- F.P. Incropera, D.P. DeWitt, T. L. Bergman and A.S. Lavine, Fundamentals of Heat and Mass Transfer, John Wiley & Sons, 6ª ed., 2007.

- Y.A. Çengel, Heat Transfer: a Practical Approach, WCB/McGraw-Hill, 3th ed., 2006.

- F.P. Incropera and D.P. DeWitt, Fundamentos de Transferência de Calor e de Massa, LTC Ed., 4ªed., 1998.

- M.J. Moran, H.N. Shapiro, B.R. Munson and D.P. DeWitt, Introduction to Thermal Systems Engineering: Thermodynamics, Fluid Mechanics, and Heat Transfer, John Wiley & Sons, 2003.

- F. Kreith, Principles of Heat Transfer, McGraw-Hill, 1986.

- A. R. Figueiredo, J. J. Costa e A. M. Raimundo. Apontamentos de Transmissão Calor.