ATPS Fenômenos e Transporte II

Introdução

Convecção é o movimento de moléculas em fluidos ( líquidos, gases e rheids). Ele não pode ter lugar em sólidos, uma vez que nem os fluxos de correntes de massa ou difusão significativos podem ocorrer em sólidos. A convecção térmica é soma de dois fenômenos físicos, a condução de calor (ou difusão de calor) e a advecção de um meio fluido (líquidos e gases).

Convecção
Este mecanismo não envolve transferência microscópica de calor, por átomos ou moléculas. Convecção é o fluxo de calor devido a um movimento macroscópico, carregando partes da substância de uma região quente para uma região fria. Este mecanismo possui dois aspectos, um ligado ao princípio de Arquimedes e outro ligado à pressão.
Suponha que tenhamos uma região de ar que se aquece. À medida que o ar se aquece as moléculas de ar se espalham, fazendo com que esta região se torne menos densa que o ambiente em torno, o ar não aquecido. Sendo menos denso ele se elevará - este movimento de ar quente para uma região mais fria é chamada de transferência de calor por convecção.
Em geral, a convecção de calor é definida de uma forma mais abrangente, associando-se o fenômeno da condução e o da transferência de calor em presença de movimento macroscópico do fluido. Apesar da complexidade matemática acrescida pelo movimento do fluido, especialmente quando esse movimento é aleatório, foi desenvolvido um modelo simples descrito pela equação abaixo para o cálculo da velocidade de transferência de calor que traduz o resultado conjunto destes dois fenômenos. Quando a velocidade do fluido diminui e tende para zero, a contribuição do movimento macroscópico do fluido perde importância face ao processo da condução.

sendo h o coeficiente de transferência de calor (W.m-2.K-1), A, a área de transferência de calor perpendicular ao fluxo de calor e ΔT a driving-force, isto é, a causa para ocorrer a transferência de calor (p.e. pode ser (TS-T∞) em que TS é a