transferência de calor

1-Objetivos
A realização deste experimento tem como objetivos:
1) Calcular os coeficientes globais de troca térmica
2) Analisar como os tipos diferentes de materiais influenciam na transferência de calor
3) Observar as diferenças entre convecção forçada e natural
4) Observar como os diferentes tipos de materiais influenciam na transferência de calor;

2-Memorial de Calculo

Primeiramente foram calculados os coeficientes globais de troca térmica para a convecção forçada através da formula:

Sabendo que: ρ é a densidade da água;
V é o volume de água presente nos tubos;
Cv é a capacidade calorífica da água; T é a temperatura da água no instante t;
U é o coeficiente global de transferência de calor;
A é a área de troca térmica;
T é a temperatura ambiente.

Para que possamos utilizar a fórmula acima é necessário admitir que a temperatura ambiente é constante, no momento dos experimentos era de 27C°, admite-se a que a temperatura no interior no tubo é constante. Sabe-se ainda que, e .

(1)

Logo,

Sabendo das seguintes condições de contorno: t = 0, em t = t, em
Logo,

Com a formula de coeficiente global de transferência de calor foram obtidos valores para os 4 tipos diferentes de tubos para convecção forçada e convecção natural.

3-Resultados
3.1 Convecção Natural
Os valores experimentais para convecção natural são:

TEMPO(min)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Temperatura (C°) com isolamento
55,7
54,1
53,2
52
50,8
49,7
48,7
47,8
46,8
46,2
45,3

tubo de cobre 16mm
53,8
51,1
50,3
49,2
48,1
47,1
46
45,1
44,2
43,5
42,7

tubo de cobre 21mm
56,3
54,3
53,5
52,5
51,7
50,8
50
49,2
48,5
48
47,2

tubo de PVC
55,8
54,2
53,5
52,1
51,8
50,9
50,1
49,3
48,4
47,8
47,1
Convecção Natural

Sabe se que os tipos diferentes de tubos são:
Tubo de cobre de 16 mm de diâmetro, isolado com material de 8 mm.
Tubo de cobre de 16 mm de diâmetro;