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UNIVERSIDADE DE PASSO FUNDO
Faculdade de Engenharia e Arquitetura
Curso de Engenharia Mecânica

Experimento N° 01
Determinação do coeficiente convectivo de um corpo metálico

Grupo 2
Agnus Werner Boeck
Amilton Dall’Oglio
Emerson Eduardo Lazari

Passo Fundo – RS 31/05/2013

Determinação do Coeficiente Convectivo de um Corpo Metálico

1. Objetivo do Experimento

1. Determinar o coeficiente de transferência de calor por convecção de um corpo metálico durante o processo de resfriamento no ar.
2. Avaliar a aplicabilidade do método da análise de parâmetros concentrados a um processo de transferência de calor em regime transiente.
3. Avaliar as Incertezas do Processo de Obtenção de Dados.

2. Introdução

Em certas circunstâncias, o problema do aquecimento ou resfriamento de um corpo pode ser encarado como um problema dependente unicamente do tempo, ou seja, não há necessidade de se determinar variações de temperaturas no espaço, pois se considera que a temperatura da substância é aproximadamente uniforme em toda a sua extensão para cada instante considerado. Tal abordagem é denominada de análise de parâmetros concentrados.
O método da análise de parâmetros concentrados conduz a resultados praticamente exatos se o número de Biot representativo do processo atender à desigualdade:

(1)

onde L é uma dimensão característica do corpo. Em corpos de geometria complexa, L pode ser definido pela seguinte expressão: (2) onde, V e A é o volume do corpo e a área de troca de calor, respectivamente.
Seja um corpo aquecido que perde calor gradualmente em contato com o ar ambiente. A primeira Lei da Termodinâmica para esse sistema termodinâmico é dada pela equação:

(3)
O fluxo de calor do corpo para o ar ambiente é dado pela Lei do Resfriamento de Newton:

(4)

onde, h é o coeficiente convectivo, A é a área total de troca de calor, T a temperatura do corpo e T∞ a temperatura do ambiente onde se encontra o corpo.
A taxa de variação da energia interna pode