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Júpiter - Sistema de Gestão Acadêmica da Pró-Reitoria de Graduação

Escola Politécnica

Engenharia Mecânica

Disciplina: PME3479 - Sistemas Térmicos

Thermal Systems

Créditos Aula:	5
Créditos Trabalho:	1
Carga Horária Total:	105 h
Tipo:	Semestral
Ativação:	01/01/2017	Desativação: 14/07/2024

Objetivos

Apresentação dos principais ciclos e máquinas térmicas e suas aplicações no campo da Engenharia.

To introduce the main thermal machines and cycles as well as their applications in enginering

Docente(s) Responsável(eis)

	2700999 - Arlindo Tribess
	63279 - Flávio Augusto Sanzovo Fiorelli
	65542 - Jurandir Itizo Yanagihara
	2087370 - Silvio de Oliveira Junior

Ementa

Programa: Teoria
Introdução. Geradores de vapor d'água: tipos, constituição, equipamentos auxiliares, operação, critérios de seleção. Pré-dimensionamento térmico de geradores de vapor. Caldeiras de Recuperação. Uso do vapor d'água. Turbinas a vapor: tipos, equipamentos auxiliares, operação e critérios de seleção. Governadores. Triângulo de velocidades. Turbinas a gas estacionárias e aeronáuticas: tipos, características, equipamentos auxiliares, operação, eficiência e critérios de seleção. Turbinas a gas especiais. Sistemas de Refrigeração por Compressão de Vapor. Sistemas de Refrigeração por Absorção. Sistemas de Condicionamento de Ar. Ciclos Combinados. Geração Distribuída e Cogeração. 
Programa: Laboratório
Ensaio de ventilador. Ensaio de compressor de ar. Ensaio de Ciclo de Refrigeração de Compressão de Vapor. Ensaio de ciclo motor a vapor. Ensaio de motor de combustão interna.

Condensed Syllabus Theory Introduction. Steam generators: Types, components, auxiliary equipment, operation, selection criteria. Thermal rating of steam generators. Recovery steram generators. Use of Steam. Steam Turbines: types, auxiliary equipment, operation, selection criteria. Governors: types, operations. Veloctiy triangle. Stationary and aviation gas turbines: types, characteristics, auxiliary equipment, operation, efficiency, selection criteria. Special gas turbines. Vapor Compression Refrigeration Systems. Absorption Refrigeration Systems. Air conditioning systems. Combined Cycle. Distributed generation and cogeneration. Laboratory Tests for obtaining operation point measurements for Fan, Compressor, Vapor Compression Refrigeration Cycle, Steam Motor Cycle and Internal Combustion Engine.

Conteúdo Programático

Programa: Teoria
 Introdução: Matriz Energética Brasileira, Geração Termelétrica. Fontes Alternativas de Energia.
Geradores de vapor d'água convencionais: tipos, constituição, equipamentos auxiliares, operação, critérios de seleção.
 Pré-dimensionamento térmico de geradores de vapor: combustível, combustão, excesso de ar, transferência de calor, calor disponível, balanços de massa e energia, eficiência.
Caldeiras de Recuperação: cogeração comercial e industrial. 
Uso do vapor d'água: processos industriais, turbinas.
 Turbinas a vapor de ação e reação, equipamentos auxiliares, operação e critérios de seleção. 
Governadores: tipos, atuação. 
Triângulo de velocidades: cálculo do trabalho específico, eficiência. 
Turbinas a gas estacionárias: tipos, características, equipamentos auxiliares, operação, eficiência e critérios de seleção.
Turbinas a gas aeronáuticas: tipos, características, equipamentos auxiliares, operação, eficiência e critérios de seleção.
 Turbinas a gas especiais: microturbinas, ultra-microturbinas.
Sistemas de Refrigeração por Compressão de Vapor: componentes, operação, coeficientes de desempenho e critérios de seleção.
Sistemas de Refrigeração por Absorção: componentes, operação, coeficientes de desempenho e critérios de seleção.
Sistemas de Condicionamento de Ar: componentes, operação, carga térmica e seleção de equipamentos.
Ciclos Combinados. Geração Distribuída e Cogeração. 
Programa: Laboratório
Ventilador: tipos, revisão dos princípios teóricos básicos (máquinas de fluxo), ensaio para obtenção de curvas características.
Compressor: tipos, revisão dos princípios teóricos básicos (termodinâmica), ensaio para obtenção de curvas características.
Ciclo de Refrigeração por Compressão de Vapor: revisão dos princípios teóricos básicos (termodinâmica), ciclo ideal, ciclo real, obtenção experimental dos pontos do ciclo real.
Ciclo Motor a Vapor: revisão teórica básica, ciclo ideal, ciclo real, obtenção experimental dos pontos do ciclo real.
Motor de Combustão Interna: revisão teórica básica, ciclos a ar ideais, motores de ciclo Otto e de ciclo Diesel, curvas características, ensaio dinamométrico.

Program: Theory Introduction: Brazilian Energy Matrix, Thermal Power Generation. Alternative energy sources. Steam generators: Types, components, auxiliary equipment, operation, selection criteria. Thermal rating of steam generators: fuel, combustion, excess air, heat transfer, available heat, mass and energy balances, efficiency. Recovery Boilers: commercial and industrial cogeneration. Use of Steam: industrial processes, turbines. Action and reaction type Steam Turbines: auxiliary equipment, operation and selection criteria. Governors: types, operations. Veloctiy triangle: calculating specific work, efficiency. Stationary gas turbines: types, characteristics, auxiliary equipment, operation, efficiency and selection criteria. Aviation gas turbines: types, characteristics, auxiliary equipment, operation, efficiency and selection criteria. Special gas turbines: microturbines, ultra-microturbines. Vapor Compression Refrigeration Systems: components, operation, coeficiente of performance and selection criteria. Absorption Refrigeration Systems: components, operation, performance coefficients and selection criteria. Air conditioning systems: components, operation, thermal load and equipment selection. Combined Cycle. Distributed and Cogeneration generation. Program: Laboratory Fan: types, review of basic theoretical principles (flow machines), test to obtain characteristic curves. Compressor: types, review of basic theoretical principles (thermodynamics), test to obtain characteristic curves. Vapor Compression Refrigeration Cycle: review of basic theoretical principles (thermodynamics), ideal cycle, real cycle, obtaining experimental points of the actual cycle. Steam Motor Cycle: basic theoretical review, ideal cycle, actual cycle, obtaining experimental points of the actual cycle. Internal Combustion Engine: basic theoretical review, cycles the ideal air Otto cycle engines and Diesel cycle, characteristic curves, dynamometer test.

Instrumentos e Critérios de Avaliação

Método de Avaliação

A avaliação do curso será feita através de provas escritas, atividades de laboratório e trabalhos.

Critério de Avaliação

Nota mínima 5,0 em Teoria (T) e 5,0 em Laboratório (L). Média Final (MF) = 0,65*T + 0,35*L

Norma de Recuperação

A recuperação consiste em provas escritas (Teoria e Laboratório) antes do início do semestre seguinte. A nota após a recuperação será a média aritmética simples entre a nota dessa prova a e média antes da recuperação.

Bibliografia Básica

1.	Hernandez, A., Tribess, A.,Volpe, E.V., Fiorelli, F.A.S. Experiências de Laboratório (Máquinas Térmicas), 7a. ed., PME-EPUSP, São Paulo, 2012, Apostila..
2.	Babcock & Wilcox, Steam: Its Generation and Use, 41st edition, 2008.
3.	Bathie, W. W., Fundamentals of Gas Turbines, John Wiley & Sons Inc., 2nd edition, N. Y, 1996.
4.	Black & Veatch, Power Plant Engineering, Chapman & Hall, N. Y., 1996.
5.	El-Wakil, M. M., 1984, Power Plant Technology, McGraw Hill International, N. Y.
6.	Bazzo, E., Geração de Vapor, Editora da UFSC, 1995.
7.	Procel, Eficiência Energética no Uso do Vapor, Eletrobrás, 2005.
8.	Haywood, R. W., Analysis of Engineering Cycles, 4nd edition, Pergamon Press, Oxford, 1991.
9.	Stoecker, W.F., Jabardo, J.M.S., Refrigeração Industrial, Edgard Blucher, 2a Edição, 2002.
10.	Horlock, J. H., Cogeneration: Combined Heat and Power. Thermodynamic and Economics, Krieger Publishing Co., 1997.
11.	Eastop, T. D. and Croft, D. R., Energy Efficiency for Engineers and Technologists, Longman, 1996.
12.	Kiameh, P., Power Generation Handbook: Selection, Applications, Operation, and Maintenance, McGraw Hill, 2004.
13.	Boyce, M.P., Gas Turbine Engineering Handbook, 3rd Ed., Gulf Professional Pub, 2006.
14.	Garcia, O., Domschke, A.G., Motores de Combustão Interna, DLP, São Paulo, 1966.
15.	Obert, E.F., Internal Combustion Engines, International Textbook Company, New York, 1970.
16.	Taylor, C.F., Análise dos Motores de Combustão Interna, EDUSP/Edgard Blücher, São Paulo, 1965.
17.	Stoecker. W.F., Jones, J.W., Refrigeração e Ar Condicionado, Mc Graw Hill, São Paulo, 1985.
18.	Cherkasski, V.M., Bombas Ventiladores Compressores, Mir Moscou, 1986.
19.	Silva, R.B., Compressores, Bombas de Vácuo e Ar Comprimido, DLP, São Paulo, 1980.
20.	Pera, H., Geradores de Vapor, Fama, São Paulo, 1990.

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