Fundamentos transcal

Fundamentos da Transferência de Calor

Condução e Convecção

Há três mecanismos responsáveis pela transferência de calor: condução, convecção e radiação. A condução descreve o fluxo de calor dentro de um corpo (corpo geralmente modelado como um CAD ou peça de montagem). Na convecção e radiação ambos envolvem troca de calor entre um corpo sólido e o ambiente.
Um exemplo de transferência de calor por condução é o fluxo de calor através de uma parede. A quantidade de calor transferido é proporcional a diferença de temperatura entre o lado quente e o lado frio da parede, a área da parede e inverso a espessura da parede. O fator de proporcionalidade K, chamado de condutividade térmica, é uma propriedade conhecida do material. A condutividade térmica K varia amplamente para diferentes materiais; este fator é o que diferencia os materiais condutores e isolantes. O mecanismo de troca de calor entre uma face externa de um corpo sólido e o fluido circundante, tal como ar, vapor, água ou óleo é chamado de convecção. A quantidade de calor movido por convecção é proporcional a diferença de temperatura entre a face do corpo sólido e o fluido circundante, e a área da face da troca de calor (dissipado ou ganhado). O fator de proporcionalidade h é chamado de coeficiente de convecção, também conhecido como coeficiente de filme. A troca de calor entre a face do corpo sólido e o fluido circundante requer o movimento do fluido. O coeficiente de convecção depende fortemente do meio (por exemplo ar, vapor, água, óleo) e do tipo de convecção: natural ou forçada. A convecção natural só pode existir na presença da gravidade porque o movimento do fluido é dependente da diferença entre a gravidade específica dos fluidos quentes e frios. A convecção forçada não depende da gravidade. A convecção natural é induzida pela diferença de densidade de fluidos quentes e frios. Na convecção forçada, o movimento do fluido é forçado, por exemplo por um ventilador de refrigeração.