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Guia da Disciplina – Transmissão de Calor 1. Apresentação do Guia Olá pessoal! Sejam bem vindos! Este guia pretende apresentar uma proposta para a condução da disciplina de Transmissão de Calor para o curso de Tecnologia Sucroalcooleira. Neste documento, estará contida toda a informação acerca dos objetivos da disciplina e seu conteúdo programático, além das formas de avaliação do aprendizado. Assim, consulte-o sempre, seja para acompanhar o desenvolvimento da ementa bem como para esclarecer dúvidas em relação às formas de avaliação e frequência da matéria. Convidamos a todos a buscar todas essas informações antes de começarmos nosso estudo. E lembrem-se: volte sempre neste documento para esclarecer quaisquer questões relacionadas à ementa da disciplina e as formas avaliativas que serão adotadas. Desejo a todos um bom estudo... E divirtam-se!

2. Informações sobre a Disciplina EMENTA

CRÉDITOS CARGA HORÁRIA PERÍODO DE DURAÇÃO

Apresentação dos diferentes mecanismos de transmissão de calor: condução, convecção e radiação; propriedades de transporte associadas; equações básicas para estimativas de taxas de transmissão de calor; aplicação de balanços térmicos para obtenção de perfis de temperatura. 4 60 horas 16/04/12 a 09/06/12

O calor é uma forma de energia, e operações envolvendo trocas térmicas estão presentes em diversos processos industriais. Quando olhamos para as operações nas usinas de produção de álcool e açúcar, a transmissão de calor está, praticamente, em cada fase do processo, podendo ser citadas: a geração de vapor para o acionamento de moendas, o aquecimento e resfriamento do caldo nas diferentes etapas de processamento, a secagem do açúcar realizada previamente ao armazenamento e a secagem de bagaço de cana para queima em caldeiras. Esta disciplina envolve muitos conceitos físicos e requer algum conhecimento de cálculo diferencial e integral, os quais podem ser relembrados, através dos apontamentos da disciplina de cálculo que foi dada pra vocês. E ainda, a consolidação dos conhecimentos adquiridos aqui será de suma importância em estudos posteriores, como na disciplina de Operações Unitárias: Transmissão de Calor, onde serão discutidos em detalhes os equipamentos utilizados para promover a transferência de calor, seu dimensionamento e especificação. Conteúdo Programático: - Introdução aos Mecanismos de Transmissão de Calor: Condução: a Lei de Fourier e a Condutividade Térmica; Convecção: a Lei de Resfriamento de Newton e o Coeficiente Convectivo de Transmissão de Calor; Radiação: a Lei de Stefan-Boltzman; Emissividade; Corpos Negros e Corpos Cinza. - Transferência de Calor por Condução: Condução de Calor Unidimensional em Regime Permanente; O Conceito de Resistência Térmica; Condução em Paredes compostas; Condução em Regime Transiente, Diagramas de Gurney-Lurie.


- Transferência de Calor por Convecção: Camada-limite térmica; Equações para Estimativa do Coeficiente Convectivo; O Balanço de Energia em Dutos. -Transferência de Calor por Radiação: a Lei de Kirchhoff e a Emissividade; Fatores de Forma. A transmissão de calor é um fenômeno constante em nossas vidas, mesmo que não nos demos conta disso. O aquecimento da água para fazer o café toda manhã; o resfriamento da cerveja nos dias quentes; a compra do ventilador, para refrescar esse “calorão”; aquela esquentadinha rápida do leite do filho no microondas; sem contar a possibilidade de se ficar 4 horas diretas na frente do computador sem o menor problema na sua máquina e até mesmo a escolha do tipo de tecido de um casaco nos dias frios do ano. Tais conceitos não se restringem ainda somente a utilização do homem na busca por qualidade de vida, mas estão muito presentes também na natureza. Um clássico exemplo é o calor que sentimos vindo do Sol, e o sistema climático do planeta Terra. Além disso, a temperatura regula e dispara respostas biológicas em todos os sistemas vivos e, no limite, marca a fronteira entre a doença e a saúde. Diante de tantos exemplos, a importância de se entender esses conceitos, identificar sua presença, quantificá-los e até manipulá-los é bastante clara. Não apenas para nos darmos bem no cotidiano de uma usina de produção de açúcar e álcool, mas para, inclusive, entendermos um pouco mais todo o mundo a nossa volta.

3. Equipe Professora responsável:

Profa. Dra. Cibele Souza Lopes Sou engenheira química formada pela Universidade Federal de Uberlândia e pós-graduada (mestrado e doutorado) pelo Centro de Secagem do DEQUFSCar, onde realizei uma pesquisa com ênfase na fluidodinâmica de sistemas de alimentação em processos bifásicos. Atualmente sou professora do Departamento de Engenharia Química da UFSCar, responsável por disciplinas de Fenômenos de Transporte, ministrando-as para alunos de diversos cursos de engenharia da universidade.

Tutores:

Bruna de Souza Nascimento Olá pessoal! Bem vindos! Meu nome é Bruna, sou formada em Química pela UFV (Universidade Federal de Viçosa) e atualmente faço doutorado em Engenharia Química na UFSCar. É com grande satisfação que serei tutora de vocês na disciplina de Transmissão de Calor. Espero que possamos aproveitar este espaço para compartilhar nossos conhecimentos, dúvidas e descobertas que teremos durante esta disciplina. Meus horários de acesso serão preferencialmente no período da noite, durante toda a semana. Desejo a todos um ótimo trabalho!


Renata de Aquino B. Lima Olá pessoal, sejam muito bem-vindos!!! Meu nome é Renata e serei a tutora que acompanhará vocês durante a disciplina Transmissão de Calor. Sou graduada em química pela UFV e mestre em Engenharia Química pela UFSCar, onde atualmente curso o 4° ano de doutorado também no Departamento de Engenharia Química. Espero que tenhamos um agradável período de interação e troca de experiências. Ficarei feliz em ajudá-los sempre que necessário, esclarecendo dúvidas e auxiliando-os em seu processo de aprendizagem. Estarei disponível todos os dias, em diferentes períodos, especialmente à noite. Boa sorte a todos!!!

4. Objetivos da Disciplina - Objetivos Gerais: Apresentar e discutir os principais conceitos associados aos fenômenos de transmissão de calor e as equações e procedimentos utilizados para a estimativa de taxas de transferência de calor. -Objetivos Específicos: Desenvolver a habilidade dos alunos em identificar os diferentes mecanismos físicos de transferência de calor e as variáveis e propriedades físicas relevantes em cada caso, bem como avaliar a importância de cada um em processos em que os mesmos aparecem de forma integrada. Apresentar os procedimentos para a estimativa de taxas de transferência de calor e a aplicação de balanços de energia visando a obtenção de perfis de temperatura. Introduzir o conceito de resistências térmicas e sua aplicação na estimativa das taxas de transmissão de calor em paredes compostas. Apresentar noções básicas sobre o fenômeno de transmissão de calor por radiação e para a estimativa da taxa de transmissão de calor por radiação entre superfícies.

5. Desenvolvimento da Disciplina O conteúdo do curso será dividido em quatro tópicos: um tópico introdutório em que serão apresentados e discutidos os três mecanismos de transmissão de calor: condução, convecção e radiação; e três tópicos em que esses modos serão discutidos separadamente e com maior profundidade. Em cada unidade serão abordados os conceitos físicos e as propriedades de transporte importantes em cada mecanismo, e efetuados exemplos de aplicação de balanços de energia e equações para estimativa das taxas de transmissão, de forma que o aluno aprenda a avaliar a importância de variáveis como temperatura, dimensões e geometria nos processos envolvendo transmissão de calor. Durante o desenvolvimento dos conteúdos, serão apresentados exemplos dessas aplicações. Ao final do estudo da teoria de cada assunto, uma lista de exercícios é indicada, para possibilitar o aluno de aplicar os conceitos vistos. Na realização destas listas, aconselha-se que o aluno se empenhe bastante, pois esta etapa é imprescindível na fixação e compreensão dos assuntos estudados. Se houver algum problema na solução, escreva de forma objetiva qual é a sua dúvida, onde ela está. E então busque ajuda com a gente.


6. Cronograma Geral

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7. Critérios de avaliação e recuperação Serão duas as formas de avaliação: → listas de exercícios (LE): 4 listas → prova presencial (PP) : 1 prova A média final (MF) será calculada através da equação: MF = 0,60 *PP+ + 0,4*(Σ LE)/4+ Sendo PP a nota da prova presencial, que terá notas entre 0-100 e LE a nota de cada uma das listas de exercícios, que também serão avaliadas com notas entre 0 a 100. Para aprovação na disciplina, MF deverá ser maior ou igual a 6,0. A prova presencial contemplará todo o conteúdo visto durante a disciplina. Em cada unidade, caso você não consiga obter uma nota igual ou superior a 60 (≥ 60) na lista, será possível entregar novamente a lista de exercícios sobre a unidade, até um prazo máximo de 7 dias após a divulgação das notas. Nesse caso, a pontuação máxima da lista será igual a 80. Já se por algum motivo o aluno não entregar a lista dentro do prazo, estará disponível um segundo prazo entrega, com data máxima até 7 dias após o fim do primeiro. Neste caso, a pontuação máxima da lista será de 60. Para ter direito a recuperação o aluno deverá ter nota entre 3 e 6 , com 75% de frequência. A recuperação constará de uma segunda avaliação, que abordará todo o conteúdo do curso de transmissão de calor. O aluno será aprovado na recuperação se obtiver média igual ou superior a 60, sendo sua média igual a 60.

8. Frequência A frequência do aluno será avaliada pela entrega das listas de exercícios e participação nas webconferências. A frequência mínima para aprovação deverá ser de 75%.

9. Bibliografia 1. 2. 3.

4. 5.

Incropera, Frank P.; DeWitt, David P. e outros; ”Fundamentos de transferência de calor e de massa”, 6ª ed.-- LTC Editora, 2008 (ISBN: 9788521615842). Çengel, Yanus A. Transferência de calor e massa: uma abordagem prática. 3 ed. -McGraw-Hill, 2009 (ISBN: 9788577760751). Welty, James R., Wicks, Charles E., Wilson, Robert E., Rorrer, Gregory L. Fundamentals of momentum, heat, and mass transfer. 5 ed. -- John Wiley & Sons, 2008.(ISBN: 9780470128688) Kreith, Frank e Bohn, Mark, S.; “Princípios de transferência de calor”-- Editora Thompson, 2003 (ISBN: 85-221-0284-8). Braga Filho, Washington; “Transmissão de calor”-- Editora Thomson, 2003 (ISBN: 8522103747).

Guia Transmissão de Calor  

Guia de estudos da disciplina transmissão de calor

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