Fenomenos de transporte

UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO
Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos Departamento de Engenharia de Alimentos

Determinação do Coeficiente de Transferência de Calor em Corpos Submersos

1. Resultados e Discussão

Resultados e Discussão

Foi utilizado um corpo de prova com um termopar, com formato esférico, cujas dimensões e temperaturas dos meios, estão representadas abaixo:

Diâmetro da esfera: 50,1mm

Quadro 1. Temperaturas dos meios. Meio | Temperatura | Ar | 29,0oC | Água | 33,9oC |

A esfera utilizada no experimento é feita de cobre, portanto para o cálculo do coeficiente convectivo é necessário conhecer além das dimensões, as propriedades físicas do material. As propriedades termofísicas foram obtidas na Tabela A.1 do Incropera 5a edição para o cobre puro e a área e o volume foram calculados em função do diâmetro da esfera. Podemos observar as propriedades da esfera de cobre no Quadro 3:

Quadro 2. Propriedades do corpo esférico  (Kg/m3) | cp (J/Kg x K) | V (m3) | A (m2) | 8933 | 385 | 6,58433319x10-5 | 7,885428x10-3 |

O processo de resfriamento da esfera foi feito em dois meio diferentes. Primeiramente com a imersão em tanque com água a 29,0oC e posteriormente com ar a 34oC.
Através de um termopar posicionado no centro geométrico do corpo de provas, foram obtidas as temperaturas em intervalos de 0,25 segundos quando a esfera encontrava-se submersa no tanque com água, e em intervalos de 1s quando esta encontrava-se no ar. A partir desses dados obtivemos , dado pela equação 1.

Equação (1)

Foram obtidos os valores de e os intervalos de tempo em segundos, plotou-se então um gráfico que mostra o comportamento da transferência de calor durante o resfriamento na água e no ar, representados na Figura 1 e 2 respectivamente.

Figura 1. Comportamento da transferência de calor na água.

Figura 2. Comportamento da transferência de calor no ar.

A partir do gráfico, obtém-se o valor de α que