FICHA DA DISCIPLINA DE TRANSMISSÃO DE CALOR

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1 FICHA DA DISCIPLINA DE TRANSMISSÃO DE CALOR 3º Ano Regime: 1º Semestre Ano Lectivo: 2006/2007 Carga Horária: 2T+2T/P Docente Responsável: Flávio Chaves Corpo Docente: Flávio Chaves Objectivos Conhecimento da transferência de calor que ocorre entre dois corpos, o seu princípio de funcionamento e mecanismos envolvidos. Nesta disciplina serão abordados temas subjacentes aos processos de transferência de calor, como sejam: Balanços de energia a sistemas, distribuição espacial e temporal da temperatura num corpo, taxas de transferência de calor entre dois corpos, isolamento em paredes e condutas, cálculo de alhetas e superfícies alhetadas, escoamento através de um feixe de tubos. Permutadores de Calor. Programa Curricular 1. INTRODUÇÃO (4h) 1.1 A transmissão de calor e a prática de engenharia; 1.2 Modos de transmissão de calor; 1.3 Princípio da conservação de energia 2. Mecanismos de transmissão de calor: condução, convecção e radiação (44h) 2.1 Condução de calor 2.2 Condução em regime permanente, unidimensional e sem geração de calor: - Paredes planas, Sistemas cilíndricos e Sistemas esféricos 2.3 Condução em regime permanente, unidimensional e com geração de calor: - Paredes planas, Sistemas cilíndricos e Sistemas esféricos 2.4 Alhetas: - Alhetas de secção transversal uniforme; - Eficácia; - Rendimento; - Coeficiente global de transmissão de calor. 2.5 Radiação em meio transparente e em meio absorvente 2.6 Convecção: - Relações empíricas; - Conceitos fundamentais; - Grupos adimensionais; - Convecção forçada e natural 3. : tipos de permutadores de calor (12h) Ficha da Disciplina de Transmissão de Calor 1

2 Cronograma Semana Aulas Tópicos Apresentação 1 Programa da disciplina, método de avaliação e bibliografia recomendada 2 Capítulo 1: Introdução até ao capítulo 2: mecanismos de transmissão de calor Resolução de exercícios sobre Condução de calor em regime permanente, unidimensional e sem geração de calor Condução de calor em regime permanente, unidimensional e sem geração de calor em sistemas cilíndricos. Determinação do raio 3 crítico de isolamento. Resolução de exercícios sobre Condução de calor em regime permanente, unidimensional e com geração de calor. 4 Alhetas 5 Convecção Forçada 6 Convecção forçada: tubos alinhados e desalinhados 7 Convecção natural Convecção natural 8 Resolução de exercícios sobre Convecção forçada: tubos alinhados e desalinhados Radiação em meio transparente e em meio absorvente 9 Resolução de exercícios sobre Convecção forçada: tubos alinhados e desalinhados 10 Radiação em meio transparente e em meio absorvente Resolução de exercícios sobre Convecção natural 11 Resolução de exercícios sobre Convecção forçada e natural 12 Resolução de exercícios sobre permutadores de calor 13 Resolução de exercícios sobre permutadores de calor 14 Revisões Revisões 15 Apresentação oral dos trabalhos práticos Apresentação oral dos trabalhos práticos Ficha da Disciplina de Transmissão de Calor 2

3 Fundamental: INSTITUTO POLITÉCNICO DE TOMAR Bibliografia e Elementos de Estudo Facultados Incropera, F. P.; De Witt, D. P. Fundamentals of Heat and Mass Transfer, John Wiley & Sons, Çengel, Y. A., Introduction to Thermodynamics and Heat Transfer; McGraw-Hill. Çengel, Y. A., Heat Transfer: a practical approach; McGraw-Hill *. Método de Ensino Estratégias pedagógicas adoptadas e sistemas de informação utilizados: Aulas teóricas Serão apresentados os conceitos teóricos da matéria a leccionar recorrendo ao retro-projector. E serão resolvidos exemplos de exercícios de aplicação no quadro da sala de aulas. Aulas teórico-práticas Serão resolvidos exercícios de aplicação prática no quadro da sala de aulas. Mecanismos de apoio e acompanhamento dos alunos: Os alunos poderão também aceder a informações diversas através da página do docente na internet. O horário de dúvidas será: Segunda-feira das 9h30 às 10h30 no Gabinete do docente. Avaliação A avaliação de conhecimentos na disciplina de Transmissão de Calor está dividida em duas partes distintas, mas complementares e obrigatórias: 1. Será realizada 1 (uma) prova escrita (PE) de avaliação de conhecimentos (frequência). Nota mínima de 7,5 valores (numa escala de 0 a 20 valores). Os alunos que cheguem ao fim do semestre sem aproveitamento na prova escrita terão a oportunidade de serem avaliados numa prova de avaliação final (exame). Igual critério se aplicará para a época de recurso. 2. Realização de trabalhos práticos (Trab), com elaboração de relatório final e apresentação oral. Existente na biblioteca da ESTA. Ficha da Disciplina de Transmissão de Calor 3

4 A nota final de avaliação de conhecimentos na disciplina será calculada de acordo com o seguinte critério: Prova escrita 60% Trabalhos 40% NF = 0,60 PE + 0,40 Trab A classificação final poderá ser afectada por uma informação pessoal, logo subjectiva, do Professor com base nas impressões que forem recolhidas durante o período lectivo. Será usada uma escala percentual de zero a cem, e depois convertida para o sistema adoptado pela Escola. Trabalhos Práticos Os alunos terão que realizar um conjunto de 3 experiências laboratoriais, de acordo com os temas escolhidos. Num dos trabalhos escolhidos para além das medições experimentais será necessário a elaboração de uma folha de cálculo interactiva. Os trabalhos práticos a realizar pelos alunos serão de livre escolha dentro dos temas seguintes, e poderão ser realizados individualmente, ou, no máximo por grupos de 2 alunos: Exemplo: Grupo 1: Escolha dos temas 1, 2 e 3. Desenvolvimento de folha de cálculo interactiva para o trabalho Unidade experimental de medição de condutibilidade térmica em materiais sólidos (montagem a concluir). 2. Uma unidade experimental de medição da distribuição do perfil de temperaturas em alhetas: geometria cilíndrica e rectangular. 3. Determinação da taxa de transferência de calor num escoamento sobre um feixe de tubos desalinhados. 4. Unidade experimental de transferência de calor em permutadores de calor análise de funcionamento e desempenho. Os tipos de permutadores a utilizar são: tubos concêntricos e carcaça e tubos (montagem a concluir). 5. Determinação do coeficiente de transmissão de calor entre o bolbo de uma lâmpada incandescente e o ar circundante, utilizando uma lâmpada de 60 W. Necessitará de um termómetro interior-exterior e cola para metais. Necessitará também de um cordel e uma régua para calcular a área da superfície da lâmpada. Meça primeiro a temperatura do ar da sala e depois cole a ponta do termopar do termómetro ao vidro da lâmpada. Ficha da Disciplina de Transmissão de Calor 4

5 Ligue a lâmpada e aguarde que a leitura da temperatura estabilize. Considere que 10 % da potência nominal da lâmpada é convertida em luz e calcule o coeficiente de transmissão de calor através da lei de Newton do arrefecimento. 6. Determinação da resistência térmica superficial de elementos construtivos 7. Proposta de qualquer outro tema, com o acordo do Professor. Cronograma dos trabalhos Acção: Semana: Escolha dos Trabalhos a) Entrega dos Trabalhos b) Discussão dos Trabalhos c) a) 6 de Março de 2007 b) 29 de Maio de 2007 c) 12 de Junho de 2007 A atribuição da classificação dos trabalhos será realizada simultaneamente com a nota da frequência. Ficha da Disciplina de Transmissão de Calor 5