Determinação de Coeficiente Convectivo

Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro
Laboratório de Engenharia Química I

Determinação do coeficiente de transferência de calor por convecção natural e forçada

Ana Cláudia Rodrigues
Deborah Macieira
Matheus Xavier
Patrícia Magalhães
Rafael Silva

Professor: Johnny Huertas Flores

Rio de Janeiro
Maio de 2015
RESUMO

A transferência de calor por convecção é um fenômeno que envolve movimento de fluido e condução de calor, ou seja, a existência de um fluido em movimento em contato com uma superfície de temperatura diferente da dele, acelera o processo de transferência. O coeficiente convectivo, h, é o parâmetro que caracteriza este fenômeno. Este coeficiente depende tanto de propriedades do fluido, como a viscosidade e a densidade, assim como da geometria da superfície de contato por onde haverá a convecção. O objetivo deste experimento é obter valores experimentais do coeficiente convectivo, por uma transferência de calor entre um cilindro de ferro e água, na situação de convecção natural e em diferentes situações de velocidade para convecção forçada. Os valores experimentais obtidos para h, foram: para convecção natural, 574,9 W/m2K, para convecção forçada (1), 772,2 W/m2K, para convecção forçada (2), 1162 W/m2K, para convecção forçada (3), 1197 W/m2K, para convecção forçada (4), 1422,6 W/m2K, e, finalmente para convecção forçada (5), 1995,5 W/m2K. Foi calculado o coeficiente convectivo teórico a partir de correlações matemáticas, e este valor foi comparado com o valor experimental, obtendo-se assim um erro experimental de 10%.

LISTA DE FIGURAS

FIGURA 1 – Representação dos três modos de transferência de calor........................................7
FIGURA 2 – Desenvolvimento das camadas limite hidrodinâmica e térmica.............................8
FIGURA 3 – Aparato experimental..........................................................................................12
FIGURA 4 – Gráfico para cálculo do h experimental da