Máquinas Térmicas

Objectivos

Pretende-se que os alunos apliquem os conhecimentos de mecânica dos fluidos, transmissão de calor e termodinâmica adquiridos ao longo do curso ao caso concreto das máquinas térmicas: motores de combustão interna alternativos e turbinas de gás. Pretende-se que os alunos adquiram a linguagem típica do trabalho e estudo destas máquinas, a capacidade de analisar o seu comportamento termodinâmico e as consequências e implicações das transformações nelas introduzidas, e os conhecimentos que lhes permitam manter-se actualizados. 

Mais concretamente pretende-se dos alunos adquiriram um conhecimento geral sobre as máquinas térmicas - motores de combustão interna alternativos, a Gasolina e Diesel, e turbinas de gás. Saibam quais as exigências na utilização das diversas máquinas. Adquiram o conhecimento relativo à contribuição dos motores de combustão interna para a poluição atmosférica.

Pretende-se que saibam aplicar os conhecimentos adquiridos ao longo do curso nos domínios da mecânica dos fluidos, da transmissão de calor e da termodinâmica à compreensão do funcionamento destas máquinas.Saibam identificar e quantificar os parâmetros de funcionamento e de projecto destas máquinas, escolher o tipo de máquina mais adequado a cada tipo de utilização, encontrar as medidas necessárias para minimizar contribuição dos motores de combustão interna para a poluição atmosférica.

Pretende-se ainda  desenvolver nos alunos as capacidades de: procurar e processar informação, capacidade de trabalho autónomo; auto aprendizagem, resolução de problemas, aplicação do conhecimento a novas situações, capacidade de escrever textos técnicos, técnicas de apresentação, capacidade de comunicação, no que concerne o trabalho e exame final, fazer da tecnologia uma actividade.

 

Caracterização geral

Código

12041

Créditos

3.0

Professor responsável

José Fernando de Almeida Dias

Horas

Semanais - 4

Totais - 64

Idioma de ensino

Português

Pré-requisitos

Para a disciplina de Máquinas Térmicas é pressuposto o domínio das matérias versadas nas disciplinas de Termodinâmica Aplicada, Dinâmica dos Fluidos I e II, e Transmissão de Calor.

Bibliografia

PowerPoints das aulas – disponíveis na página da disciplina do CLIP.

Bibliografia Principal
Motores de Combustão Interna – Jorge Martins – Publindústria
Gas Turbine Theory - H. Cohen, G.F.C. Rogers e H. Saravanamutto - Longman

Outra Bibliografia
Internal Combustion Engine Fundamentals - John B. Heywood - McGraw-Hill
Motores Endotérmicos – Dante Giacosa – Ediciones Omega
Internal Combustion Engines - C.R. Ferguson - J Wiley
Elements of Gas Turbine Propulsion – J. D. Mattingly - McGraw-Hill
Jet Propulsion – Nicholas Cumpsty – Cambridge Univ. Press
An Introduction to Combustion – Stephen R. Turns - McGraw-Hill 

 

Método de ensino

Nas aulas teóricas faz-se a exposição da matéria, sendo incentivada a participação dos alunos.

Nas aulas práticas faz-se uma abordagem centrada na prática simulada do domínio da aplicação dos conceitos de modo a que os alunos colaborem activamente na resolução dos problemas e casos práticos propostos.

 

Nas aulas e fora delas faz um acompanhamento tutorial para a realização dos trabalhos da disciplina. Os trabalhos da disciplina têm como ponto de partida a pesquisa de informação, recorrendo a bibliotecas convencionais ou electrónicas, ou simplesmente na Internet, e culminam com a submissão de um relatório final e a apresentação oral pública do mesmo.

 

Método de avaliação

1- A avaliação de conhecimentos envolve a realização de:

a_ 1 projecto de grupo de uma turbina a gás;

b_ 1 trabalho de grupo sobre motores alternativos a ser apresentado em seminário da disciplina;

c_ 1 discussão individual do projeto realizado.

2- A nota final é individual e é dada por:

Nota Final = (0,35×teste) + (0,35×projeto) + ((0,30×discussão individual).

 

 

 

 

Conteúdo

Motores Alternativos: Classificação dos motores. Componentes dos motores. Ciclo operativo dos motores a gasolina (SI). Ciclo operativo dos motores Diesel (CI). Exemplos de motores SI e Diesel. Parâmetros de projecto e de funcionamento dos motores. Potência indicada e efetiva. Fatores que afetam o desempenho e as emissões dos motores SI. Projeto da câmara de combustão de um motor SI. Fatores que afetam o desempenho e as emissões dos motores CI. Desempenho dos motores sobrealimentados e turbo alimentados.

Combustão: Modos de combustão e tipos de chamas. O "knock" e a ignição superficial. Números de octano e de cetano. Formação e controlo das emissões poluentes.

Turbinas de Gás: Turbinas de gás para propulsão aeronáutica. Rendimento da admissão e da tubeira. Turbo jacto simples. O turbo ventilador. O turbopropulsor. Pós combustão. Compressores radiais e axiais. Câmaras de combustão. Turbinas axiais e radiais. Previsão do desempenho de uma turbina de gás simples.

Cursos

Cursos onde a unidade curricular é leccionada: