regime transiente

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO PARANÁ
ESCOLA POLITÉCNICA
CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA

JOÃO LEONARDO MARTINS RIBEIRO

TRANSFERÊNCIA DE CALOR I

TRABALHO 2

CURITIBA
2014

Exercício 2 – Análise de transferência em um fio de cobre.

Realize uma análise do comportamento transiente do aquecimento de um fio elétrico considerando os valores de corrente, coeficiente de convecção e emissividades listadas abaixo:
Para todos os cálculos obtenha sempre a solução da temperatura em regime permanente (Trp).
Dados gerais: i=7A R'=100 Ohm/m h= 100W/m2K
D=0.005 m
Tinf=25°C
Tviz=25°C
Tini=25°C
Emissividade=0.8
Item 1) Apresente o gráfico da temperatura em função do tempo utilizando três intervalos de tempo distintos: 0.1s, 1s e 5s. As curvas devem ser geradas até condições próximas de regime permanente. Escolha três tempos distintos igualmente espaçados e análise para os três resultados obtidos o erro porcentual entre estes valores. Considere a curva com intervalo de 0.1s como referência para estes cálculos.
Item 2) Utilizando um intervalo de tempo de 1s, obtenha as curvas de temperatura em função do tempo considerando os coeficientes de convecção como sendo h= 1, 10 e 100 W/m2K.
Item 3) Utilizando um intervalo de tempo de 1s, obtenha as curvas de temperatura em função do tempo considerando emissividades como sendo 0.1,
0.5 e 1.
4) Utilizando um intervalo de tempo de 1s, obtenha as curvas de temperatura em função do tempo considerando valores de corrente elétrica como sendo 1, 5 e 10A.

Com a equação na sala de aula, tornou-se possível chegar à seguinte expressão que representa a variação de temperatura no fio em regime transiente: ∆

′

)]

∞

Consideramos para este estudo o valor de

380#/%&' e (

8920 %&/,³.

Através da planilha Excel foi possível obter os valores do gráfico solicitado no item 1. O procedimento para a obtenção desses gráficos foi igual para todos, variando apenas os valores solicitados em cada