Transferência de Calor e Massa

Conhecimentos sólidos de Matemática e Termodinâmica

Aulas teóricas de exposição dos conteúdos recorrendo sempre que possível à apresentação de exemplos num contexto das várias vertentes da Bioengenharia e aulas teórico-práticas onde são resolvidos problemas de aplicação. Nas aulas teórico-práticas, após uma discussão genérica sobre os problemas, os alunos são incentivados a prosseguir com as suas resoluções, sendo no final feita uma discussão dos resultados obtidos. Antecipadamente são disponibilizadas as folhas com os problemas propostos a resolver nas aulas teórico práticas.

Pretende-se dotar os alunos com os conhecimentos fundamentais de transferência de calor e massa e aplicá-los a sistemas biológicos naturais ou manipulados.
Os objetivos a atingir pelos alunos que frequentam esta unidade curricular passam pela: i) compreensão física e matemática dos mecanismos de transferência de calor e de massa; ii) estabelecimento de balanços macroscópicos e microscópicos de energia e massa, para diversas geometrias, em regime permanente; iii) aplicação dos conceitos adquiridos a alguns equipamentos simples, como por exemplo permutadores de calor; iv) resolver problemas unidimensionais de difusão de um componente em condições de estado estacionário usando a primeira lei de Fick; v) aquisição de conhecimentos sólidos sobre transporte de um componente entre fases em contacto, resistência pelicular à transferência de massa e resistência global; vi) desenvolvimento da capacidade de resolver problemas que envolvam o transporte de calor e massa.

I.Transferência de calor
-Introdução:Mecanismos e regimes de transferência de calor
-Condução em regime permanente:Condução em placas planas; Associação de resistências térmicas; Condução radial num cilindro e numa esfera; Espessura crítica de um isolamento
-Permutadores de calor:Análise dos permutadores:Método da média logarítmica da diferença de temperaturas; Método da eficiência-NTU
-Correlações para determinar os coeficientes de transferência de calor: Convecção forçada (Correlações para escoamentos externos e internos); Convecção natural (Correlações para convecção sobre e dentro de superfícies fechadas)
II.Transferência de massa
-Introdução:Os mecanismos de transferência de massa
-Difusão em regime permanente:Difusão através de uma placa plana,casca cilíndrica e casca esférica
-Transferência de massa entre fases: Os coeficientes peliculares;Condições na interface e o coeficiente global;Resistências na transferência interfacial

• - exame - 100.0%

NAO

James R. Welty, Charles E. Wicks, Robert E. Wilson e Gregory L. Rorrer, Fundamentals of Momentum, Heat and Mass Transfer, John Wiley & Sons, 5ª edição, 2008

George A. Truskey, Fan Yuan, David F. Katz, Transport Phenomena in Biological Systems 2ª edição, Prentice Hall, 2009

   Franck P. Incropera, David P. DeWitt, Theodore L. Bergman e Adrienne S. Lavine, Fundamentals of Heat and Mass Transfer, John Wiley & Sons, 7ª edição, 2011

Yunus A. Çengel, Heat Transfer – A Practical Approach, 2ª edição, McGraw-Hill, 2003

J. P. Holman, Heat Transfer, McGraw-Hill, 10ª edição, 2016