Plano de Ensino

IDENTIFICAÇÃO

EMENTA

Introdução dos fundamentos dos fenômenos de transferência de quantidade de movimento, calor e massa. Aplicações na engenharia e em processos industriais.

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:

1. Transporte de Quantidade de Movimento

      1.1. Campos escalares, vetoriais e tensoriais

      1.2. Mecânica do Contínuo

      1.3. Caracterização de fluidos

      1.4. Lei de Newton da viscosidade

      1.5. Equação da continuidade

      1.6. Equação do movimento

      1.7. Estática dos fluidos

      1.8. Equação de Bernoulli para fluidos ideais

      1.9. Equação de Bernoulli para fluidos reais

      1.10. Equipamentos industriais e aplicações: Bombas, compressores, turbinas, válvulas, etc.

2. Transporte de Energia

      2.1. Fundamentos do transporte de energia térmica

      2.2. Transporte de energia por condução

      2.3. Lei de Fourier

      2.4. Transporte de energia por convecção

      2.5. Analogia elétrica aplicada à condução e convecção: conceito de resistência elétrica

      2.6. Transporte de energia por radiação

      2.7. Transporte de energia em regime transiente

      2.8. Equipamentos industriais e aplicações: Trocador de calor, aleta, ventilação, etc.

3. Transporte de Massa

      3.1. Concentrações, frações, velocidades e fluxos

      3.2. Transporte de massa por difusão

      3.3. Lei de Fick

      3.4. Transporte de massa por convecção

      3.5. Equipamentos industriais e aplicações: Torre de refrigeração, ar condicionado, etc.

METODOLOGIA

Procedimentos: As aulas da disciplina serão desenvolvidas de forma presencial. Ainda, estudos dirigidos e tarefas avaliativas serão apresentados para integralização da carga horária na forma assíncrona (mediante a disponibilização de materiais extras, arquivos digitalizados, apostilas e documentos eletrônicos em plataforma digital). Para as atividades assíncronas será utilizada a plataforma MS Teams e, alternativamente, ambientes de e­mail, Whatsapp, YouTube, Microsoft Forms, links e serviços de armazenamento na nuvem, como OneDrive, em caso de necessidade. Para as aulas assíncronas será necessário o suporte tecnológico mediante o uso de um computador pessoal, leitor de arquivos em formato PDF, Microsoft Office instalado e/ou smartphone. Pretende-se distribuir a carga horária da disciplina da seguinte maneira: (i) no mínimo 90 dias destinado às aulas presenciais (conforme previsto no inciso I do art. 2º da Resolução CES/CNE/MEC Nº 3, de 2 de julho de 2007); (ii) até 10 dias destinados a outras atividades acadêmicas (atividades assíncronas) tais como trabalhos individuais ou em grupo, vistas de prova, estudos dirigidos, tarefas avaliativas etc., conforme previsto no inciso II do art. 2º da Resolução CES/CNE/MEC Nº 3, de 2 de julho de 2007. Ambas as formas de comunicação (aulas presenciais e atividades assíncronas) poderão sofrer alterações conforme a necessidade e o perfil da turma, respeitando a carga horária total da disciplina de 60 h. Ainda, cabe ressaltar que as datas das atividades assíncronas serão discutidas e combinadas com os alunos no decorrer do curso e consistirão, principalmente, de estudos dirigidos e tarefas avaliativas, a saber: leitura de textos, provas e deduções de equações, visualização de vídeos de estudos de casos e aplicações na indústria e do cotidiano, além da resolução de exercícios. Após combinadas as datas das tarefas avaliativas no decorrer do período, elas serão comunicadas nas aulas presenciais e no ambiente da plataforma TEAMS da turma. Ainda, considerando as reuniões presenciais, serão feitas projeções de slides (Datashow) com ilustrações, cálculos e deduções ao longo do curso que serão posteriormente disponibilizados aos alunos, além do uso de quadro negro e giz.

Informações adicionais:

- Aulas presenciais: no mínimo 90 dias destinado às aulas presenciais (conforme previsto no inciso I do art. 2º da Resolução CES/CNE/MEC Nº 3, de 2 de julho de 2007)

- Horários das aulas presenciais:

TURMA 222 - Segunda-feira (10:40-12:20) e Terça-feira (10:40-12:20).

Obs.: No caso das aulas presenciais, o controle da assiduidade será feito mediante a confirmação da presença em sala no horário da aula (chamada).

- Atividades assíncronas: até 10 dias destinados a outras atividades acadêmicas tais como trabalhos individuais ou em grupo, vistas de prova, estudos dirigidos, tarefas avaliativas etc.
(conforme previsto no inciso II do art. 2º da Resolução CES/CNE/MEC Nº 3, de 2 de julho de 2007)

- Plataforma de T.I./softwares que serão utilizados: Plataforma Microsoft Teams, e-mail, Whatsapp, YouTube e/ou Microsoft Forms.

- Endereço web de localização dos arquivos: Quadro de postagens da equipe na Plataforma MS Teams.

Obs.: O controle destas atividades será feito mediante a confirmação da execução das tarefas 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 na Plataforma MS Teams. Ainda, os discentes poderão buscar por livros físicos e 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 critério de avaliação do curso serão aplicadas 2 (duas) provas, sendo a primeira prova no dia 11/03/2024 e a segunda prova no dia 16/04/2024, ambas realizadas na forma presencial, nos horários de aula. As provas serão individuais e realizadas de forma escrita. 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. As provas deverão ser feitas de próprio punho e entregues ao docente ao final do período previamente combinado com os alunos. Além disso, serão apresentadas tarefas avaliativas assíncronas que deverão ser entregues respeitando as datas previamente combinadas com os discentes e sugeridas pelo professor. As tarefas 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 6 (seis) tarefas 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 avaliativas também deverão ser feitas de próprio punho, digitalizadas e enviadas ao docente por meio de instrumento eletrônico específico combinado com o discente ou entregues pessoalmente, conforme combinado. Questionários do Microsoft FORMS poderão ser usados para envio das respostas por parte do aluno. A disciplina Fenômenos de Transporte será avaliada da seguinte maneira: 100 pontos distribuídos em duas provas individuais (70% dos pontos), cujas notas serão referidas como NP1 e NP2, para a primeira e segunda provas, respectivamente. As tarefas avaliativas (TA) serão definidas e distribuídas ao longo do curso (30% dos pontos). As correções das mesmas serão baseadas em gabaritos posteriormente disponibilizados. Cabe ressaltar que dúvidas referentes às atividades poderão ser esclarecidas, junto ao professor, ao longo do desenvolvimento das mesmas em horários previamente definidos e combinados com os alunos. As tarefas avaliativas serão realizadas preferencialmente de forma assíncrona, enquanto as provas serão realizadas obrigatoriamente de forma presencial, em sala de aula. Cada prova individual, assim como cada tarefa avaliativa, será avaliada no valor total de 100 pontos. O cálculo da nota do aluno (NT) seguirá a seguinte expressão:

NT= 0,7*[(NP1+NP2)/2]+0,3*(média aritmética das TA's aplicadas)  (1)

na qual NP1 e NP2 são equivalentes às notas da primeira e da segunda prova, respectivamente. TA é a nota individual das tarefas avaliativas distribuídas pelo professor no decorrer da disciplina, na base de 100 pontos cada. O aluno que obtiver nota (NT) maior ou igual a 60 pontos e frequência mínima de 75% será aprovado na disciplina.  Ainda, será garantida a realização de uma atividade avaliativa de recuperação de aprendizagem (AARA) ao estudante que, com frequência mínima de 75% (setenta e cinco por cento) no componente curricular, não obtiver o rendimento mínimo para aprovação, conforme estabelecido no Art. 141 da Resolução CONGRAD Nº 46/2022. A atividade avaliativa de recuperação de aprendizagem será aplicada na forma de uma prova final no dia 23/04/2024, abrangendo todo o conteúdo ministrado na disciplina ao longo do período. A nota obtida na atividade avaliativa de recuperação de aprendizagem (AARA) substituirá a menor nota obtida pelo aluno entre as duas provas aplicadas (NP1 e NP2) no período. Assim, a nota final (NF) atribuída ao aluno será obtida pela mesma expressão anteriormente apresentada pela Equação (1), substituindo-se a menor nota obtida entre as provas (NP1 e NP2) pela nota da atividade avaliativa de recuperação de aprendizagem (AARA). O aluno que, após a aplicação da atividade avaliativa de recuperação, obtiver média final maior ou igual a 60 pontos e frequência mínima de 75% será considerado aprovado na disciplina e, neste caso, a nota lançada pelo aproveitamento da AARA será de 60 pontos.

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. 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 de Massa. 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 Dais, 1983.

MACINTYRE, A. J. Bombas e lnstalações de Bombeamento. Rio de Janeiro: Editora Guanabara Dois, 1987. CHERKASSKY, V. M. Pumps, Fans, Compressors. Mir Publishers. Moscou, Russia, 1980.

*Material de apoio fornecido no curso:

 AROUCA, F.O. Apostila de Fenômenos de Transporte: Notas de aula e slides, 2022.

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 14/01/2024, às 13:36, 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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