Termodinâmica Aplicada

Objectivos

Desenvolver os conhecimentos adquiridos em Física II de modo a poderem compreender e analisar os ciclos de vapor, os ciclo de gás, os ciclos de aquecimento e frigoríficos, as evoluções psicrométricas e os processos de combustão.

Mais concretamente pretende-se que os alunos adquiram o conhecimento básico para a compreensão  e análise destes sistemas e processos termodinâmicos. Enfim, que se familiarizem com conhecimento  prático dos equipamentos utilizados nestas instalações.

Saber fazer os balanços de massa e energia envolvidos nestes sistemas, e em cada um dos seus componentes. Dimensionar ter­modinamicamente cada um destes componentes.

Desenvolver capacidades de: processamento de informação, trabalho autónomo e auto­‑apren­dizagem, resolução de problemas a nível de engenharia, aplicação do conhecimento a novas situações.

Caracterização geral

Código

3669

Créditos

6.0

Professor responsável

José Fernando de Almeida Dias

Horas

Semanais - 5

Totais - 80

Idioma de ensino

Português

Pré-requisitos

A boa apreensão da matéria pressupõe o domínio das matérias já versadas na disciplina de Física II. O bom desempenho nas avaliações pressupõe que o aluno sabe exprimir as suas ideias por escrito em português inteligível e que sabe aplicar as ferramentas matemáticas que vierem a ser exercitadas nas aulas. 

Bibliografia

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

Fundamentals of Engineering Thermodynamics, H.N. Shapiro e M.J. Moran, John Willey & Sons.

Termodinâmica, Yunus A. Çengel e Michael A. Boles, McGraW-Hill, 2001.

Fundamentos de Termodinâmica Aplicada - Análise Energética e Exergética, P.P. de Oliveira, 1.ª ed., Lidel, 2012.

Engineering Thermodynamics, Work and Heat Transfer, G.F.C. Rogers e Y.R. Mayhew, 4.ª ed. Longman Group UK Ltd.,1992.

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 aplicação dos conceitos de modo a que os alunos colaborem activamente na resolução dos problemas e casos práticos propostos.

Método de avaliação

1 - Modo de avaliação: 3 minitestes ao longo do semestre.

 

2 - A duração de cada miniteste é de 1h30.

 

3 - A Nota Final da avaliação contínua ao longo do semestre é a média das notas obtidas nos miniteste. Os alunos com Nota Final obtidas nos miniteste superior a 16 valores ficam sujeitos a uma avaliação oral.

4 - A Nota Final dos alunos que vão a exame de recurso é a do exame. Os alunos com Nota Final superior a 16 valores ficam sujeitos a uma avaliação oral.

Nota: Os alunos deverão levar consigo somente a máquina de calcular, folhas brancas e caneta azul/preta. A máquina de calcular deve ser do tipo científica simples. Não são permitidas máquinas de calcular com memória alfanumérica. É expressamente proibida a utilização de telemóveis no decorrer das provas.

 

 

 


Conteúdo

1 - Introdução – Revisão dos princípios da termodinâmica Sistemas Fechados. Primeira lei da termodinâmica, energia interna e entalpia.

2 - Sistemas abertos - O conceito de volume de controlo. Equações de conservação de massa e energia. Aplicação a caldeiras, condensadores, turbinas, bombas e compressores. Segunda lei da termodinâmica. Noção de rendimento isentrópico.

3 - Ciclos de vapor - Ciclo de Rankine. Ciclo de Rankine com reaquecimento e regeneração.

4 - Ciclos de gás - Ciclo de turbina de gás simples. Razão de compressão ótima. Ciclo de turbina de gás com arrefecimento intermédio e reaquecimento. Breve abordagem aos ciclos Otto e Diesel.

5 – Cogeração. Ciclos combinados.

6 - Ciclos frigoríficos - Ciclo inverso de Carnot. Ciclos frigorífico práticos. A bomba de calor.

7 - Ar húmido - Misturas de gases perfeitos. Psicrometria. O diagrama de ar húmido. Evoluções psicométricas.

8 - Combustão – Reações de combustão. Temperatura de chama adiabática.

Cursos

Cursos onde a unidade curricular é leccionada: