Transferência de calor

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UNIVERSIDADE DE CAXIAS DO SUL
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE FÍSICA E QUÍMICA
DISCIPLINA: TRASNFERÊNCIA DE CALOR
PROFESSORA: ANA ROSA COSTA MUNIZ

Determinação do Coeficiente Convectivo de Transferência de Calor

Nicolle Dal’Acqua

Caxias do Sul, 11 de Julho de 2008
1. Introdução

Apesar de não haver na natureza material que apresente uma condutividade térmica infinita, muitos problemas de fluxo de calor transitório podem ser rapidamente solucionados com precisão aceitável pela suposição de que a resistência condutiva interna do sistema é tão pequena que a temperatura em seu interior é substancialmente uniforme em qualquer instante. A simplificação é justificada quando a resistência térmica externa entre a superfície do sistema e o meio ao seu redor é tão grande, quando comparada à resistência térmica interna do sistema, que ela controla o processo de transferência de calor. Uma medida da importância relativa da resistência térmica dentro de um corpo sólido é o numero de Biot, Bi, a razão entre a resistência interna e a externa, que é definida pela equação:

Bi = (Rinterna) / (Rexterna) = (h.L)/ks

onde h é o coeficiente de transferência de calor médio, L é a dimensão de comprimento significativo, obtida pela divisão do volume do corpo por sua área superficial e ks é a condutividade térmica do corpo sólido. Em corpos cuja forma se assemelha a uma placa, um cilindro ou uma esfera, o erro introduzido pela suposição de que a temperatura em qualquer instante é uniforme será menor que 5% quando a resistência interna for menos que 10% da resistência da superfície externa, isto é, quando (h.L)/ks ( 0,1. Como exemplo típico desse tipo de fluxo de calor transitório, considere o resfriamento de uma pequena peça fundida ou tarugo de metal em um banho de resfriamento após sua retirada de um forno quente. Suponha que o tarugo é removido do forno a