Fenómenos de Transferência

6 ECTS / Semestral / Português

Objetivos e Competências

Aprendizagem de conceitos fundamentais nas áreas de transferência de calor e de transferência de massa, e aplicação destes conceitos. É dada especial atenção aos assuntos que são necessários noutras disciplinas, nomeadamente em disciplinas de operações unitárias.

Compreender os mecanismos de transferência de calor e de massa. Determinar experimentalmente e estimar parâmetros intrínsecos (condutividade térmica, difusividade térmica e mássica) e extrínsecos (coeficiente de transferência de calor).

Cálculo de temperaturas e concentrações, envolvendo os vários mecanismos, em situações de aplicação prática em Bioengenharia. Resolução de problemas de transferência de calor em estado estacionário e não-estacionário sem resistência interna à transferência de calor, e problemas de transferência de massa em estado estacionário e pseudoestacionário.

 

Metodologias de ensino

A disciplina está estruturada em aulas teóricas, teórico-práticas e práticas de laboratório.

Nas aulas teóricas é apresentada a teoria e nas aulas teórico-práticas é esboçada e explicada a metodologia de resolução de alguns problemas de cálculo típicos da matéria. Nas aulas teórico-práticas os alunos resolvem problemas de cálculo, com o objectivo de consolidar e aplicar os conhecimentos.

Nas aulas práticas de laboratório os alunos executam 2 trabalhos. Nestas aulas os alunos têm oportunidade de observar e quantificar fenómenos explicados na teoria e analisar resultados experimentais.

 

Conteúdos programáticos

 - Transferência de calor

  • Conceitos básicos. Mecanismos de transferência.
  • 1ª lei de Fourier.
  • Lei de Newton. Resistência equivalente.
  • Aplicação do conceito de resistência à transferência de calor na resolução de problemas em estado estacionário – geometrias unidirecionais. Resistências em série e em paralelo. Raio crítico de um isolamento.
  • Equação de Stefan-Boltzmann. Corpos negros. Emissividade e absortividade.
  • Equação diferencial para transferência de calor por condução unidirecional. Condições fronteira. Soluções em estado estacionário e com geração de calor.
  • Estado transiente. Aquecimento/Arrefecimento Newtoniano.

- Transferência de massa

  • Conceitos básicos. 1ª lei de Fick. Aplicações para difusão em geometrias unidirecionais. Condições fronteira: lei de Henry, lei de Raoult. Conceito de coeficiente de partição.
  • Difusão em estado estacionário e pseudoestacionário.
  • Difusão molecular em gases – contradifusão equimolecular. Difusão e convecção em gases.

Docentes

Professor(a) Associado(a)
Engenheira Química e Doutorada em Biotecnologia com especialidade em Ciência e Engenharia Alimentar, é Professora Associada da Escola Superior de Biotecnologia…