Conhecimentos de Base Recomendados
Conhecimentos de Mecânica dos Fluidos (Unidade Curricular de base)
Métodos de Ensino
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.
Não são autorizados registos vídeo, áudio e fotográficos durante as aulas.
Resultados de Aprendizagem
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.
Programa
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.
Docente(s) responsável(eis)
Avelino Virgilio Fernandes Monteiro OliveiraMétodos de Avaliação
Realização de uma prova de exame em cada uma das épocas formais de avaliação. As duas componentes da unidade curricular (UC), Máquinas Hidráulicas e Máquinas Térmicas, cada uma, têm uma cotação de 10 valores. Os alunos que obtiverem um mínimo de 50% da cotação em cada uma das componentes (Máquinas Hidráulicas e Máquinas Térmicas) ficarão dispensados de a repetir em exames subsequentes. Aprovação final condicionada à obtenção de uma média aritmética entre as duas componentes da UC igual ou superior a 9,5 valores, exigindo-se, contudo, uma classificação mínima de 7,5 valores numa das componentes.
Os exames realizados fora dos períodos formais de avaliação (épocas Normal, Recurso e Especial) poderão assumir a forma de prova oral.
A metodologia de avaliação proposta abrange todos os estudantes inscritos à Unidade Curricular, independentemente do seu estatuto.
Na parte teórica do exame não são autorizados elementos de consulta. Na parte teórico-prática é autorizada a consulta das tabelas, dos diagramas e do formulário que serão colocados na respetiva pasta da U.C. na plataforma InforEstudante (não é permita a inclusão de notas adicionais nestes elementos de consulta, que devem respeitar fielmente as versões originais); apenas pode ser utilizada máquina de calcular científica.
De acordo com o nº 11, do Artigo 31 do Regulamento Académico do 1.º Ciclo de Estudos do IPC, “não é permitida, durante a realização de provas académicas ou de outras atividades de avaliação, a posse de elementos suscetíveis de permitir ou potenciar o cometimento de fraude, designadamente, telemóveis, computadores portáteis, smartwatches, tablets, textos escritos, livros, sebentas, ou quaisquer outros elementos equivalentes, bem como quaisquer outros dispositivos de comunicação, computação ou armazenamento. Adicionalmente, de acordo com o nº 1, do Artigo 31.º-A do mesmo Regulamento, “A prática de atos fraudulentos, detetada em flagrante ou no ato de correção, implica a anulação da prova, sem prejuízo de posterior procedimento disciplinar e criminal”. Em caso de fraude académica, aplica-se o Artigo 31.º - A do Regulamento Académico do 1.º Ciclo de Estudos do IPC.
Estágio(s)
NAO
Bibliografia
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
– Pais, M. L. (2024). 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
– Marques, J. C. P. (2017). Turbomáquinas: Uma Abordagem Moderna. Publindústria. ISBN: 978-989-723-241-1
– Quintela, A. C. (1981). Hidráulica. Fundação Calouste Gulbenkian, Lisboa (cota: 7-14-12)
Bibliografia Complementar:
– Glassman, I. (1996). Combustion. Academic Press. 3ª Ed., ISBN: 0122858522
– Henriques, António Gonçalves (2016). Barragens, Sociedade e Ambiente. Esfera do Caos, ISBN: 978-989-680-172-4
– 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
– Oliveira, L. A., Lopes, A. G. (2020). Mecânica dos Fluidos. Lidel, 6ª Edição, 2020. ISBN: 978-989- 752-492-9.
– Pereira, A. C. S. (2024). Análise Numérica do Escoamento Bidirecional Numa Válvula Borboleta, Incluindo a Avaliação Técnico-Económica da Sua Adaptação. Dissertação de Mestrado em Engenharia Mecânica na Especialidade de Energia e Ambiente, Departamento de Engenharia Mecânica, Faculdade de Ciência e Tecnologia da Universidade de Coimbra.
– 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
– Gates, B. (2021). Como evitar um desastre climático. As soluções que temos e as inovações necessárias. Porto Editora. ISBN: 978-989-740-101-5