Transmissão de Calor

Termodinâmica; Mecânica dos Fluidos.

Durante o semestre letivo efetuam-se visitas aos Laboratórios do ISEC relevantes para esta unidade curricular, de modo a enquadrar e a motivar os alunos para os conteúdos. Nas aulas teóricas o conteúdo é, normalmente, desenvolvido e exposto recorrendo a meios audiovisuais. Nas aulas teórico-práticas é efetuada inicialmente uma introdução teórica sendo de seguida resolvidos problemas-tipo.

O objetivo desta unidade curricular é transmitir aos alunos os conceitos de transmissão de calor relevantes para a Licenciatura em Engenharia Mecânica, de modo a que possam adquirir as competências que se pretendem. No final desta unidade curricular os alunos devem ser capazes de:  Compreender os vários mecanismos de transmissão de calor;  Identificar, formular e resolver problemas de engenharia envolvendo transmissão de calor;  Participar no projeto de equipamentos e sistemas térmicos.

1- Introdução

Modos de transmissão de calor. Equações de taxas de transferência. Princípio da conservação de energia. Metodologia para a resolução de problemas de transmissão de calor. Importância da transmissão de calor na prática de Engenharia.

2- Introdução à Condução de Calor
Equação da taxa de condução de calor. Propriedades térmicas da matéria. Equação geral da condução: Representação em coordenadas cartesianas e cilíndricas. Condições iniciais e de fronteira.

3 – Condução Unidimensional em Regime Permanente
Parede plana: distribuição de temperatura; resistências térmicas; parede composta; resistência térmica de contacto. Analogia com a condução elétrica. Sistemas cilíndricos.

4 – Condução Unidimensional em Regime Transiente
Número de Biot: significado físico e interesse na análise do comportamento térmico de sistemas. Corpos com resistência térmica interna desprezável – Método da capacitância global. Corpos com resistência térmica finita – Gráficos de Heisler e de Gröber.

5 – Convecção Térmica
Mecanismos físicos da convecção. Camadas limite. Correlações empíricas para o cálculo do coeficiente de convecção: convecção forçada; convecção natural.

6 – Permutadores de Calor
Tipos de permutadores de calor e modos de funcionamento. Coeficiente global de transmissão de calor. Análise de permutadores de calor. Considerações acerca da seleção de permutadores de calor.

7 – Radiação Térmica
Conceitos fundamentais. Intensidade de radiação. Radiação de corpo negro: Leis de Planck, de Wien e de Stefan-Boltzmann. Emissão de superfícies. Absorção, reflexão e transmissão em superfícies. Lei de Kirchhoff. A superfície cinzenta. Transferência radiante entre superfícies: Fator de forma e suas relações algébricas.

NAO

Bibliografia Recomendada:

INCROPERA, F.P.; DEWITT, D.P. (2003).  Fundamentos de Transferência de Calor e de Massa, LTC Editora, 5ª Edição. ISBN: 85-216-1378-4.

INCROPERA, F.P.; DEWITT, D.P. (2001).  Fundamentals of Heat and Mass Transfer – John Wiley & Sons, 5ª Edição. ISBN: 0471386502.

ÇENGEL, Y.A. (1998). Heat Transfer: A Practical Approach, WCB McGraw-Hill. ISBN: 0-07-115223-7.

VAZ, G.C. (2024). Transmissão de Calor – Apontamentos. Disponível na Plataforma digital oficial do ISEC.

PAIS, M.L.I. (2024). Transmissão de Calor – Apontamentos. Disponível na Plataforma digital oficial do ISEC.