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Turbulência e Combustão

Código 15252
Ano 1
Semestre S1
Créditos ECTS 6
Carga Horária TP(60H)
Área Científica Aeronáutica e Astronáutica
Objectivos de Aprendizagem Adquirir os conceitos e equações fundamentais da turbulência. Desenvolver capacidades de análise de escoamentos livres. Compreender as escalas da turbulência e da utilização dos diversos parâmetros estruturais da turbulência e do espectro de energia. Ser capaz de analizar escoamentos confinados. Ter conhecimentos básicos de combustão. Dominar as equações básicas de transferência de massa e leis fundamentais Compreender e dominar os processos de cinética química. Compreender o fenómeno de ignição. Desenvolver capacidades de análise de chamas de pré-mistura ou de difusão laminares e compreender a sua aplicação em sistemas reais. Conhecer meios de análise e controlo de chamas turbulentas.
Conteúdos programáticos Bloco Pedagógico I – Turbulência 1. Introdução e conceitos fundamentais. Equações fundamentais. 2. Descrição estatística da turbulência. 3. Equações de Reynolds. 4. Escoamentos livres. Jactos, esteiras e camadas de corte. 5. Escalas da turbulência. A cascata de energia e a hipótese de Kolmogorov. Parâmetros estruturais da turbulência. Correlações espaciais. Modos de Fourier. Espectro de velocidades. 6. Escoamentos confinados. Escoamentos em canais e tubagens. Camadas limites. Bloco Pedagógico II – Combustão 1. Termoquímica. Estequiometria. Temperatura adiabática da chama. Equilíbrio químico. Produtos da combustão. 2. Transferência de massa. Leis fundamentais. Caso prático da evaporação da gota. 3. Cinética química. Taxas de reacção elementares e globais. Taxas de reacção de mecanismos em cadeia. 4. Casos de estudo. O sistema O2-H2. Oxidação do CO. Combustão do metano. 5. Ignição. 6. Chamas de pré-mistura laminares. Chamas de difusão laminares. 7. Chamas turbulentas.
Metodologias de Ensino e Critérios de Avaliação As aulas são de exposição recorrendo a meiso audiovisuais. São também realizados exercícios de aplicação e análise de casos de estudo.
Bibliografia principal Brederode, V., “Fundamentos de Aerodinâmica Incompressível”, IDMEC, Instituto Superior Técnico, Lisboa. H. Tennekes and J. L. Lumley, A First Course in Turbulence, MIT Press, Cambridge. H. Tennekes and J. L. Lumley, Turbulência em Fluidos, Fundação Calouste Gulbenkien. Silva, A.R.R., “Slides de Turbulência”, Universidade da Beira Interior. Coelho, P., Costa, M., Combustão, Edições Orion. Turns, S.R., An Introduction to Combustion: Concepts and Applications, McGraw-Hill Book. Silva, A.R.R., “Slides de Combustão com exercícios propostos”, Universidade da Beira Interior.
Língua Português

Curso

Engenharia Aeronáutica
Data da última atualização: 2024-04-29
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