Aulas 12 15 Convec O Incompleta

Notas de aula de PME 2361 – Processos de Transferência de Calor 85

AULA 12 – INTRODUÇÃO À TRANSFERÊNCIA DE
CALOR CONVECTIVA
Lei de Resfriamento de Newton
Já vimos que a transferência de calor por convecção é regida pela simples de lei de resfriamento de Newton, dada por: q  Ah(TS  T )

onde,
Ts, T∞ – temperatura da superfície aquecida e do fluido ao longe;
A – área de troca de calor, isto é, a área de contato do fluido com a superfície; h = coeficiente de transferência de calor por convecção.
O problema fundamental da transferência de calor por convecção é a determinação do valor d h para o problema em análise. Nota-se que a expressão da transferência de calor é consideravelmente mais simples que a da condução. No presente caso, basta resolver uma equação algébrica simples para que o fluxo de calor seja obtido desde que, claro, se conheça o valor de h, enquanto que no segundo caso, exige-se a solução da equação diferencial da condução de calor. Essa aparente simplicidade é, no entanto, enganosa, pois na verdade, em geral, h é função de um grande número de variáveis, tais como as propriedades de transporte do fluido (viscosidade, densidade, condutividade térmica), velocidade do fluido, geometria de contato, entre outras. Nessa e nas demais aulas, serão apreentadas expressões e métodos de obtenção daquela grandeza para diversas condições de interesse prático. Mas, antes, vamos apresentar os números adimensionais que controlam a transferência de calor convectiva.

Análise Dimensional

A análise dimensional é um método de reduzir o número de variáveis de um problema para um conjunto menor de variáveis, as quais não possuem dimensão física, isto, tratam-se de números adimensionais. Alguns adimensionais que o aluno já deve estar familiarizado a essa altura são o número de Reynolds na Mecânica dos Fluidos, os números de Biot e de Fourier.
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