Plano de Ensino

IDENTIFICAÇÃO

EMENTA

Introdução à teoria básica e aplicações à Engenharia Elétrica, Engenharia Biomédica, Engenharia de Computação, Engenharia Eletrônica e Telecomunicações, Engenharia de Controle e Automação e outras áreas afins, dos Fenômenos de Transferência de Quantidade de Movimento, Calor e Massa.

JUSTIFICATIVA

A proposta da disciplina de Fenômenos de Transporte consiste em analisar os fenômenos envolvidos no transporte de quantidade de movimento, calor e massa e desenvolver princípios de modelagem matemática de fenômenos físicos comuns em processos industriais. Esta disciplina apresenta e discute os conceitos que regem o transporte de movimento, energia e massa de modo a promover a aprendizagem de métodos de resolução de problemas que envolvem calor e massa em processos produtivos industriais.

OBJETIVO

PROGRAMA

CONTEÚDO: 

I - Mecânica dos Fluidos: (i) - Uma Introdução à Álgebra Tensorial - Campos escalares e vetoriais; Notação indicial; Operações com vetores; Tensor de segunda ordem; Operações com tensores; O operador diferencial nabla e suas aplicações; Gradientes, divergências, rotacionais e laplacianos; Operadores diferenciais em sistemas de coordenadas curvilíneos; Os teoremas de Gauss. (ii) Definições fundamentais; Descrição do movimento através dos pontos de vista de Euler e de Lagrange; A derivada substancial e suas aplicações; O Teorema do Transporte de Reynolds e a interrelação entres os pontos de vista de Euler e de Lagrange; (iii) Princípios de Conservação e equações da conservação da massa, quantidade de movimento e energia térmica; A Equação de continuidade para um fluído puro; A Equação do movimento; Estudo de casos para sistemas monocompostos e isotérmicos: Equações da Estática dos Fluidos e de Bernoulli; Análise Dimensional. II -  Transmissão de Calor: Mecanismos de transmissão de calor, Leis fundamentais da Termodinâmica, Equações Básicas para condução de calor, convecção. Estudo de casos para sistemas monocompostos não isotérmicos: Equação de Fourier e a condução térmica; A convecção térmica e suas vertentes; A Equação da Energia Térmica; Analogia elétrica aplicada à condução e convecção: conceito de resistência elétrica; Aplicações (Trocadores de Calor, Raio Crítico de Isolamento, Aletas, etc.); Equações básicas de Radiação Térmica; Corpo Negro; Troca radiante em invólucros. III - Transferência de Calor e Massa - Conceitos fundamentais: concentrações, frações, velocidades e fluxos (bases mássica e molar); A Equação de Fick; Estudo de casos para sistemas multicompostos e isotérmicos. Evaporação e Condensação. IV - Estudos de Casos: Princípios de funcionamento e características principais de máquinas de fluxo e de deslocamento, distribuídos ao longo do curso (grupos geradores a diesel, turbinas a vapor e hidráulicas, bombas, compressores, ventilação, ar condicionado, torres de resfriamento, etc.).

METODOLOGIA

Procedimentos: As aulas da disciplina serão desenvolvidas de forma síncrona (docente e discentes conectados ao mesmo tempo à internet em reunião remota online) e assíncrona (mediante a apresentação de estudos dirigidos e tarefas offline). Para as atividades síncronas será utilizada a plataforma MS Teams. Ainda, as aulas síncronas serão gravadas e disponibilizadas para o aluno. Para as atividades assíncronas serão utilizados ambientes de e-mail, Whatsapp, YouTube, Microsoft Forms, links e serviços de armazenamento na nuvem, como OneDrive, em caso de necessidade. Ainda, para as aulas e atividades síncronas e assíncronas será necessário o suporte tecnológico mediante o uso de um computador pessoal com bom sinal de internet, Microsoft Office instalado e smartphone. Pretende-se distribuir a carga horária da disciplina da seguinte maneira: (i) em torno de 75% da carga horária será reservada para atividades síncronas, ou seja, aproximadamente 45 h; que deverão também ser gravadas e disponibilizadas para o posterior estudo e revisão do conteúdo pelo aluno; (ii) em torno de 15% da carga horária será reservada para atividades assíncronas, ou seja, aproximadamente 15h. Ambas as formas de comunicação (aulas síncronas e assíncronas) podem sofrer alterações conforme a necessidade e o perfil da turma, respeitando a carga horária total da disciplina de 60h. Ainda, cabe ressaltar que as datas das atividades assíncronas serão discutidas e combinadas com os alunos no decorrer do curso e consistirão, preferencialmente, de estudos dirigidos e atividades avaliativas. Após combinadas as datas no decorrer do período, as mesmas serão comunicadas no ambiente da plataforma TEAMS da turma. O recurso de lousa eletrônica será utilizado pelo docente, lançando mão de uma mesa digitalizadora para tal finalidade. Ainda, será feita a projeção de slides com ilustrações, cálculos e deduções ao longo do curso que serão posteriormente disponibilizados aos alunos.  

Informações adicionais:

*Atividades síncronas: 45 horas
* Horários das atividades síncronas:
TURMA E - Segunda-feira (10:40-12:20) e Terça-feira (10:40-12:20)
TURMA B - Segunda-feira (16:50-18:30) e Terça-feira (16:50-18:30)
* Plataforma de T.I./softwares que serão utilizados: MS Teams.
Obs.: No caso das atividades síncronas, o controle da assiduidade será feito mediante a confirmação da presença via login na sala de aula virtual da plataforma adotada.

*Atividades assíncronas: 15 horas
* Plataforma de T.I. /softwares que serão utilizados: e-mail, Whatsapp, YouTube, Microsoft Forms e compartilhamento do OneDrive.
* Endereço web de localização dos arquivos: Quadro de postagens da equipe na Plataforma MS Teams.
Obs.: O controle das atividades assíncronas será feito mediante a confirmação da execução das mesmas por parte dos alunos. O tempo para execução de cada atividade dependerá do seu grau de dificuldade.

*Como e onde os discentes terão acesso às referências bibliográficas: Apostilas digitais serão disponibilizadas pelo professor aos discentes ao longo do curso. Ainda, os discentes poderão buscar por e-books eletrônicos disponibilizados pela Biblioteca da UFU.
* Material de apoio a ser utilizado: Serão fornecidas apostilas (arquivos em formato pdf) aos discentes.

AVALIAÇÃO

Metodologia de avaliação individual: Como critérios de avaliação do curso serão aplicadas 2 (duas) provas, sendo a 1ª prova no dia 03/05/2021 e a 2ª Prova no dia 14/06/2021, em horários de aula. As provas serão individuais, disponibilizadas via e-mail aos alunos e as correções das mesmas serão baseadas em gabaritos posteriormente disponibilizados durante as vistas de provas. As vistas de provas serão realizadas em datas e horários combinados com os discentes e ocorrerão via reunião agendada na plataforma MSTeams. As provas deverão ser feitas de próprio punho, digitalizadas e enviadas ao docente por meio de instrumento eletrônico específico combinado com o discente. Questionários do Microsoft FORMS serão usados para envio das respostas por parte do aluno. Além disso, serão apresentadas atividades avaliativas assíncronas que deverão ser entregues respeitando as datas previamente combinadas com os discentes e sugeridas pelo professor. As atividades compreenderão resoluções de exercícios e de problemas relacionados aos fenômenos de transporte e terão graus de dificuldade variados, com o intuito de fazer com que o discente desenvolva senso crítico e reconhecimento dos fenômenos em situações específicas da engenharia. Estão previstas em torno de 5 (cinco) atividades avaliativas no decorrer do curso, podendo este número ser alterado ao longo do período letivo em comum acordo com os discentes, conforme as necessidades observadas e o perfil da turma. As atividades avaliavas também deverão ser feitas de próprio punho, digitalizadas e enviadas ao docente por meio de instrumento eletrônico específico combinado com o discente. 

A disciplina Fenômenos de Transporte será avaliada da seguinte maneira: 100 pontos distribuídos em duas provas individuais (80% dos pontos), cujas notas serão referidas como NP1 e NP2, respectivamente, para a primeira e segunda provas; As atividades avaliativas (NA) serão definidas e distribuídas ao longo do curso (20% dos pontos). As atividades avaliativas serão realizadas de forma assíncrona e as provas serão realizadas de forma síncrona. Cada prova individual e atividade avaliativa será avaliada no valor total de 100 pontos. O cálculo da nota final do aluno (NF) seguirá a seguinte expressão:
NF= 0,8*((NP1+NP2)/2)+0,2*(média aritmética de NA's aplicadas),

na qual NP1 e NP2 são equivalentes às notas da primeira e da segunda prova, respectivamente. NA é a nota individual das atividades assíncronas distribuídas pelo professor no decorrer da disciplina, na base de 100 pontos cada.

BIBLIOGRAFIA

Básica

BRUNETTI, F. Mecânica dos fluidos. 2 ed. New York: Pearson Prentice Hall, 2008.
INCROPERA, F. et al. Fundamentos de Transferência de calor e de massa. São Paulo: LTC, 2008.
WELTY, J. R.; WICKS, C. E.; WILSON, R. E. Fundamentals of Momentum, Heat and Mass Transfer. 5. ed. NewYork: Wiley, 2007.

Complementar

ÇENGEL, Y. Transferência de calor e massa. 3. ed. São Paulo: McGraw Hill, 2009.
HOLMAN, J. P. Heat transfer. 10. ed. São Paulo: McGraw Hill, 2002.
KREITH, F.; BOHN, M. S. Princípios de transferência de calor. 6. ed. São Paulo: Thomson/CENGAGE Learning,2003.
LIVI, C. Fundamentos de fenômenos de transporte. 5. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2004.
PITTS, D.; SISSON, L. Fenômenos de transporte: transmissão de calor, mecânica dos fluidos e transferência demassa. São Paulo: McGraw Hill do Brasil, 1981.
BENNETT,C. O.; MYERS, J. E. Fenômenos de Transporte: Quantidade de Movimento, Calor e Massa. São Paulo: McGraw-Hill, 1978.
MACINTYRE, A. J. Máquinas Motrizes Hidráulicas. Rio de Janeiro: Editora Guanabara Dois, 1983.
MACINTYRE, A. J. Bombas e Instalações de Bombeamento. Rio de Janeiro: Editora Guanabara Dois,1987.
CHERKASSKY, V. M. Pumps, Fans, Compressors. Mir Publishers. Moscou, Rússia, 1980.

*Apostilas fornecidas no curso:

AROUCA, F.O. Fenômenos de Transporte: Notas de aula e slides, 2020.
DAMASCENO, J.J.R. Fenômenos de Transporte, 2010.

APROVAÇÃO

Aprovado em reunião do Colegiado realizada em: ____/____/______

Coordenação do Curso de Graduação: _________________________

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Documento assinado eletronicamente por Fabio de Oliveira Arouca, Professor(a) do Magistério Superior, em 10/02/2021, às 18:33, conforme horário oficial de Brasília, com fundamento no art. 6º, § 1º, do Decreto nº 8.539, de 8 de outubro de 2015.

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A autenticidade deste documento pode ser conferida no site https://www.sei.ufu.br/sei/controlador_externo.php?acao=documento_conferir&id_orgao_acesso_externo=0, informando o código verificador 2559902 e o código CRC 1CFB6B47.

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