Fundamentos da concecção

Tatiana de Andrade Campos Azevedo

Objetivos: Capítulo 6, intens 1, 2 e 3

 Condução

e convecção são semelhantes: requerem um meio material;  Convecção: exige o movimento de um fluido.  Transferencia de calor em um fluido: convecção – há movimento de massa condução – sem movimento de massa Conclusão: condução em um fluido é considerado um caso limite da convecção.

Condução

Convecção forçada

Convecção Livre

 Mecanismo

mais complexo de transferencia

de calor  Variáveis: viscosidade dinâmica, condutividade térmica, densidade, calor específico, velocidade do fluido, rugosidade da superfície e tipo de escoamento (laminar ou turbulento).

Taxa de transferência de calor é expressa pela lei de Newton do resfriamento:

conv  h(Ts  T )  W / m 2 eq 6.1 q  Qconv  hAs (Ts  T )  W eq 6.2 h = coeficiente de calor por convecção (W/m2.ºC) As = área de transferência de calor, m2 Ts = temperatura da superfície, ºC T = temperatura do fluido suficientemente longe da superfície, ºC

h =

coeficiente de transferência de calor por convecção  = taxa de transferência de calor entre uma superfície sólida e um fluido por unidade de área e por unidade de diferença de temperatura  = depende das variáveis mencionadas anteriormente

 Camada

limite = condição de não deslizamento  viscosidade;  Conseqüências: 1- velocidade zero entre o fluido e a superfície 2- arrasto na superfície = força que um fluido exerce sobre uma superfície

 Transferência

de calor na camada limite: CONDUÇÃO (eq 6.3):

  qconv  qcond

T  k fluido y

 W/m y 0

2

eq 6.3

k = condutividade térmica T = distribuição de temperatura do fluido

T y

é o gradiente de temperatura na superfície y 0

 Igualando

a equação 6.1 a 6.3:

  q conv  h (Ts  T )  q cond   k fluido h
h

T y

y 0

 k fluido T y (Ts  T )

y 0

 (W / m 2 .º C ) eq 6 .4

varia ao longo do escoamento (x). Então h,