UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA CENTRO DE

UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA
CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS – CCT
PLANO
DE
DEPARTAMENTO: Engenharia Mecânica
DISCIPLINA: Transferência de Calor e Massa I
CARGA HORÁRIA TOTAL : 72
ENSINO
SIGLA: TCM1001
TEORIA: 72
PRÁTICA:
00
CURSO(S): ENGENHARIA MECÂNICA
SEMESTRE/ANO :
02/2010
CO-REQUISITOS: TER0001 e EDI0001
OBJETIVO GERAL DA DISCIPLINA: Apresentar ao aluno os conceitos básicos envolvendo a
transferência de calor por condução e convecção em sistemas térmicos.
EMENTA: Mecanismos básicos de transferência de calor; Condução de calor em regime
permanente em uma dimensão; Fundamentos da convecção; Convecção forçada em escoamentos
externos e internos; Convecção natural; Trocadores de calor.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS DA DISCIPLINA:
Conceituar calor e seus mecanismos básicos de transferência;
Apresentar os modelos de análise de problemas de condução de calor em uma dimensão;
Apresentar modelos para análise e projeto de sistemas térmicos aletados;
Introduzir modelos para análise de problemas de convecção forçada;
Avaliar a troca de calor por convecção forçada em escoamentos externos e internos;
Analisar a troca de calor em problemas com convecção natural;
Analisar trocadores de calor.
CRONOGRAMA DE ATIVIDADES:
CARGA HOR.
CONTEÚDOS
02 hs
CONTEÚDOS PROGRAMATICOS
1 – Introdução
1.1 – Apresentação da disciplina e plano de ensino
1.2 – Mecanismos básicos de troca de calor:
convecção, condução e radiação
04 hs
2 – Introdução à Condução de Calor
2.1 – Lei de Fourier
2.2 – Equação da difusão de calor
2.3 – Propriedades Térmicas da matéria
18 hs
3 – Condução de Calor Unidimensional em Regime
AVALIAÇÃO
Estacionário
3.1 – Parede plana
3.2 – Sistemas radiais (parede cilíndrica e esférica)
3.3 – Analogias com o circuito elétrico: definição da
resistência térmica
3.4 – Condução de calor com geração de energia
térmica
3.5 – Transferência de calor em aletas
02 hs
Avaliação 01 – Prova
08 hs
4 – Introdução à Convecção de Calor
Avaliação 01
4.1 – A camada limite hidrodinâmica e térmica
4.2 – Regimes laminar e turbulento
4.3 – Equações da conservação da massa, quantidade
de movimento e energia
4.4 – Parâmetros adimensionais
10 hs
5 – Escoamentos Externos
5.1 – Escoamento paralelo sobre uma placa plana:
camada limite laminar, turbulenta e mista
5.2 – Escoamento sobre cilindros e esferas
5.3 – Correlações para transferência de calor por
convecção em placas planas, cilindros e esferas
5.4 – Escoamento e transferência de calor em feixes
de tubos
10 hs
6 – Escoamentos Internos
6.1 – Conceitos básicos: Comprimento de entrada,
região plenamente desenvolvida, temperatura média
de mistura, fator de atrito e coeficiente de convecção
6.2 – O balanço de energia: determinação da
temperatura média de mistura
6.3 – Correlações para a convecção: escoamento
plenamente desenvolvido e região de entrada em
dutos circulares
6.4 – Correlações para a convecção: dutos de seção
não-circular
02 hs
Avaliação 02 – Prova
Avaliação 02
6 hs
7 – Trocadores de Calor
7.1 – Tipos de trocadores de calor e o coeficiente
global de transferência de calor
7.2 – Métodos de análise: média logarítmica das
diferenças de temperatura
7.3 – Métodos de análise: método da efetividade
8 hs
Avaliação 03
8 – Convecção Natural
8.1 – Equações da convecção natural e grupos
adimensionais
8.2 – Correlações da convecção: placas verticais,
horizontais e inclinadas
8.3 – Correlações da convecção: cilindros longos e
esferas
2 hs
Total = 72 horas
Avaliação 03 - Prova
Carga horária total teórica/prática– 72 horas
METODOLOGIA PROPOSTA:
Aulas teóricas expositivas.
AVALIAÇÃO
03 provas escritas
.
NOTA FINAL = 0.4 * Avaliação 01 + 0.4 * Avaliação 02 + 0.2 * Avaliação 03
BIBLIOGRAFIA:
INCROPERA, FP; DEWITT, DP. Fundamentos da Transferência de Calor e Massa, Rio de Janeiro:
LTC, 2003.
BEJAN, A. Transferência de Calor, São Paulo: Edgar Blucher, 1996.
BRAGA FILHO, W. Transmissão de Calor, São Paulo: Thonson Pioneira, 2003.