Máquinas Térmicas e Hidráulicas

Conhecimentos de Mecânica dos Fluidos (Unidade Curricular de base)

Aulas Teóricas: Aulas convencionais com exposição dos conteúdos programáticos através de meios audiovisuais. Aulas Teórico-Práticas: Resolução comentada de problemas teórico-práticos em cada componente da unidade curricular. É ainda disponibilizado aos alunos um conjunto de problemas suplementares, para cada componente da unidade curricular, para apoio às horas de estudo não acompanhado. Avaliação: Cada componente da unidade curricular tem uma cotação de 10 valores. Os alunos que obtiverem um mínimo de 50% da cotação em cada uma das partes ficarão dispensados de repetir, no ano lectivo em curso, essa componente em exames subsequentes. Aprovação final condicionada à obtenção de uma classificação positiva em cada uma das componentes.

MÁQUINAS HIDRÁULICAS: Proporcionar uma perspectiva ampla sobre os diversos tipos de Máquinas Hidráulicas/Turbomáquinas. Transmitir os fundamentos teóricos necessários para a caracterização das máquinas estudadas – bombas, ventiladores e turbinas -, para o conhecimento dos princípios funcionamento e para a definição dos parâmetros orientadores de selecção.
MÁQUINAS TÉRMICAS: Pretende-se que os alunos adquiram conhecimentos nas áreas da produção, transporte e utilização da energia térmica, abordando-se os seguintes temas: permutadores de calor – tipos, constituição e acessórios, potência calorífica e eficiência, selecção e aplicação de permutadores; tipos e características dos combustíveis, análise, cálculo e gráficos da combustão, caldeiras – classificação, constituição e processos de fabrico, caldeiras pirotubulares, aquotubulares e de recuperação, equipamento e acessórios para caldeiras, sobreaquecedores, economizadores e pré-aquecedores de ar; balanços de energia, rendimento.

MÁQUINAS HIDRÁULICAS 1.Classificação. 2.Análise Dimensional: Teoria da Semelhança e de Buckingham. Coeficientes adimensionais. 3.Características de funcionamento: Rendimento (Turbinas e Bombas). Máquinas Padrão. Velocidade específica. Definição da geometria. Curvas características de funcionamento. 4.Cavitação: Altura de aspiração disponível. Efeitos e modos de contrariar a cavitação. 5.Turbinas Pelton, Francis e Kaplan. Bombas e Ventiladores.
MÁQUINAS TÉRMICAS 1.Permutadores de calor: Tipos, constituição, potência e eficiência. Selecção. 2.Combustão: Completa, incompleta e estequiométrica. Combustíveis: Composições ponderal e volumétrica. Análise ponderal e volumétrica da combustão. 3.Caldeiras: Caldeiras de vapor de água, de água quente ou sobreaquecida, de termofluido e de ar quente. Caldeiras gastubulares,aquotubulares, de circulação natural e forçada, de vaporização rápida e de recuperação. Equipamentos e acessórios. 4.Balanço térmico: Potências (total/útil). Rendimento.

NAO

Bibliografia Recomendada:

– Grade, A. M. (2007). Apontamentos Teóricos de Máquinas Térmicas. ISEC, Coimbra.

– Mendes, J. C. A. F. (2005). Apontamentos Teóricos de Máquinas Hidráulicas. ISEC, Coimbra.

– Oliveira, A. V. M. (2017). Máquinas Hidráulicas – Análise Dimensional, Teorema de Buckingham, Teoria da Semelhança: Texto de Estudo Complementar. ISEC, Coimbra.

– Oliveira, A. V. M. (2020). Máquinas Térmicas e Hidráulicas: Diapositivos das Aulas Teóricas, ISEC, Coimbra

– Grade, A. M., Pais, L. (2007). Apontamentos Práticos de Máquinas Térmicas, ISEC, Coimbra.

– Oliveira, A. V: M., Mendes, J. C. A. Ferreira (2016). Máquinas Térmicas e Hidráulicas: Caderno

de Problemas. ISEC, Coimbra

– Quintela, A. C. (1981). Hidráulica. Fundação Calouste Gulbenkian, Lisboa.

Bibliografia Complementar:

– Henriques, António Gonçalves (2016). Barragens, Sociedade e Ambiente. Esfera do Caos, ISBN: 978-989-680-172-4

– Oliveira, L. A., Lopes, A. G. (2020). Mecânica dos Fluidos. Lidel, 6ª Edição, 2020. ISBN: 978-989- 752-492-9.

– Glassman, I. (1996). Combustion. Academic Press. 3ª Ed., ISBN: 0122858522

– Kakac, S., LIU, H. & Kakac, S. (2002). Heat Exchangers: Selection, Rating and Thermal Design. 2ª Ed., CRC Press, ISBN: 0849309026

– Kitto, J.B., Rahn, C.H. & Stultz, S.C. (1992). Steam, Its Generation and Use. Babcock & Wilcox Co, 40ª Ed., ISBN: 0963457004

– Kohan, A. L. (1997). Boiler Operator’s Guide. McGraw-Hill Professional, 4ª Ed., ISBN: 0070365741

– Ramesh, K. S., Sekulic, D. P. (2002). Fundamentals of Heat Exchanger Design. Wiley, ISBN: 0471321710

– Raznjevic, K. (1995). Handbook of Thermodynamic Tables. Begell House, Inc., 2ª Rev. Ed., ISBN: 1567000460

– Walker, G. (1990). Industrial Heat Exchangers: A Basic Guide. John Benjamins Publishing Co, 2ª Ed., ISBN: 0891162305