Fator de forma de radiação

Prof. Dr. José Antônio da Silva
Aluna: Ariana de Fátima Silva

Programa de Pós Graduação em Engenharia de Energia
UFSJ/CEFET MG

O fator de forma entre duas superfícies representa a fração de energia radiante emitida por uma superfície que incide diretamente na outra superfície.

Fig.1- Fração de energia radiante de uma superfície para outra.



Os fatores de forma Fi→j e Fj→i não são iguais a não ser que as áreas das suas superfícies sejam iguais. Ou seja:

Fi→j = Fj→i quando Ai = Aj
Fi→j ≠ Fj→i quando Ai ≠ Aj



Dessa forma é possível mostrar que o par de fatores de forma Fi→j e Fj→i são relacionados um com o outro da seguinte forma:

Ai Fi→j = Aj Fj→i

Fig.2- Fatores de forma FA1-A2 de uma superfície retangular A1 para uma superfície retangular A2 adjacentes e com planos perpendiculares.

Fig.3- Fator de forma FA1-A2 entre dois discos paralelos coaxiais.

Fig.4- Fatores de forma FA1-A2 para cilindros concêntricos de comprimento finito. O princípio da conservação da energia exige que toda a radiação que deixa qualquer superfície i de um recinto seja interceptada pelas superfícies do recinto.
Portanto, a soma dos fatores de forma da superfície i do recinto para todas as superfícies do recinto, incluindo a si mesma, deve ser igual a um.
Fig.5- Cavidade fechada

Exemplo 1- Se aplicarmos a regra da adição para a superfície 1 de um recinto de três superfícies, temos:

A regra da adição pode ser aplicada a cada superfície de um recinto de maneira que i varie de 1 a N. Assim, a regra da adição aplicada a cada uma das N superfícies do recinto fornece N relações para determinação dos fatores de forma.
Além disso, a regra da reciprocidade fornece 1/2N(N-1) relações adicionais. Então, o número total dos fatores de forma precisa ser diretamente avaliado apra o recinto de N superfícies torna-se: N² - [ N + ½ N(N-1) ] = ½ N(N-1)

Exemplo 2
Os fatores de forma devem ser determinados para todas as