relatório fenômenos de transporte

INTRODUÇÃO

Sempre que há um gradiente de temperatura no interior de um sistema ou quando há contato de dois sistemas com temperaturas diferentes há um processo de transferência de energia. O processo através do qual a energia é transferida é conhecido como transferência de calor.
O estudo da transmissão de calor está relacionado com a termodinâmica na medida em que a primeira e a segunda lei não podem se feridas.
A primeira lei é aplicada para garantir a conservação da energia e a segunda lei para estabelecer o sentido do fluxo de calor.
Convencionalmente o estudo da transferência de calor é efetuado admitindo-se três mecanismos de transmissão:
Condução
Convecção
Radiação

2. MECANISMOS DE TRANSMISSÃO DE CALOR 2.1 CONDUÇÃO
Transferência de calor por condução é a transferência de energia através de uma substância, sólido ou fluido, como resultado da presença de um gradiente de temperatura dentro da substância. No estado atual do conhecimento atribui-se a condução a três fenômenos:

a) interação molecular
b) deslocamento de elétrons livres; e
c) radiação intermolecular

Para obter a taxa de transferência de calor por condução será utilizada a lei de Fourier que é dada por:

onde k é a condutibilidade térmica
A é a área
T a temperatura x é a direção do escoamento do calor

O sinal (-) é conseqüência da segunda lei que exige que a direção do fluxo de calor seja do ponto de maior para menor temperatura.

Exemplos de condutibilidade de alguns materiais:
Material
Condutibilidade térmica (W/mK)
Cobre
399,0
Alumínio
237,0
Água
0,6
Ar
0.026
Vidro
0.81

2.1.1 EQUAÇÃO DA CONDUÇÃO DE CALOR

Considere um volume elementar de área transversal A e comprimento dx, conforme mostrado na Fig.1, onde há transferência de calor em x e x+dx e com uma taxa de geração interna de calor. O primeiro princípio a termodinâmica estabelece que:

Dividindo a equação (2) por AxΔ obtemos:

Fig. 1 Volume de