Combustão em Engenharia de Segurança ao Incêndio

Ano
1
Ano lectivo
2022-2023
Código
03020981
Área Científica
Química
Língua de Ensino
Português
Outras Línguas de Ensino
Inglês
Modo de Ensino
Presencial
Duração
Semestral
Créditos ECTS
6.0
Tipo
Opcional
Nível
3º Ciclo - Doutoramento

Conhecimentos de Base Recomendados

Análise Matemática I, Análise Matemática II, Análise Matemática III, Física Geral, Termodinâmica, Mecânica dos Fluidos, Complementos de Termodinâmica e Fluidos, Transmissão de Calor, Transferência de Calor e Massa. 

Métodos de Ensino

A metodologia seguida nas aulas consiste em primeiro lugar em motivar o aluno para o estudo das matérias a apresentar, e em segundo lugar 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. Após a apresentação teórica da matéria, procede-se à resolução de problemas práticos cuidadosamente escolhidos de forma a chegar um resultado interessante e tão geral quanto possível.

Resultados de Aprendizagem

Os alunos devem adquirir os conhecimentos fundamentais e avançados da ciência da combustão, aplicá-los para analisar e descrever fenómenos de combustão e resolver problemas de combustão. Os alunos devem também adquirir conhecimentos das aplicações práticas da combustão na prevenção e na previsão da propagação de incêndios, com o objectivo de melhor os controlar e combater, e da relevância destes conhecimentos nos assuntos de segurança ao incêndio. As áreas de conhecimento fundamentais 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. Os problemas de combustão em que se aplicam estes conhecimentos básicos são as deflagrações e detonações em gases, as chamas de pré-mistura em regime laminar e turbulento, a ignição e extinção de chamas, as chamas de difusão de jacto em regime laminar e turbulento, a evaporação e combustão de gotas e a combustão de sólidos.

Estágio(s)

Não

Programa

Introdução. Propriedades e teoria cinética dos gases. Combustão e termoquímica: Entalpia de reacção e poder calorífico; Temperaturas de chama adiabática; Equilíbrio químico. Processos moleculares de transporte de calor e de difusão de massa em misturas binárias e multi-componente. Cinética química: Taxas de reacções elementares; Taxas de reacção para mecanismos multi-degrau; Relação entre coeficientes de taxa e constantes de equilíbrio. Alguns mecanismos químicos importantes. Acoplamento de análise química e térmica de sistemas reactivos. Equações de conservação para escoamentos reactivos. Ondas de deflagração e detonação de pré-mistura de gases. Chamas laminares de pré-mistura. Ignição e extinção de chamas de pré-mistura. Chamas laminares de difusão. Evaporação e combustão da gota. Chamas turbulentas de pré-mistura. Chamas turbulentas de difusão. Combustão de sólidos. Produtos da combustão poluentes. Combustíveis.

Docente(s) responsável(eis)

Pedro de Figueiredo Vieira Carvalheira

Métodos de Avaliação

Avaliação
Outra: 15.0%
Resolução de problemas: 20.0%
Exame: 65.0%

Bibliografia

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

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

3. Poling, Bruce E., Prausnitz, John M., O’Connell, John, The Properties of Gases & Liquids, 5th Ed., McGraw-Hill, Singapore, 2001.

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

5. Çengel, Yunus A., Boles, Michael A., Kanoglu, Mehmet, Thermodynamics, An Engineering Approach, 9th Ed, McGraw-Hill, 2019.

6. Bergman, T .L., Lavine, A. S., Incropera, F.P., DeWitt, D.P., Fundamentals of Heat and Mass Transfer, John Wiley & Sons, 8th ed., 2017.

7. White, F. M., Fluid Mechanics, 8th Edition, McGraw-Hill, 2016.

8. Chase, M.W., Jr. et al. (eds.), JANAF Thermochemical Tables, Third Edition, J. Phys. Chem. Ref. Data, 14 (Suppl. 1), 1985.

9. https://www.grc.nasa.gov/WWW/CEAWeb/ceaThermoBuild.htm

10. Rumble, J.(ed.), CRC Handbook of Chemistry and Physics, 100th Edition, CRC Press, 2019.