Atividade Fenômenos de Transporte – Termodinâmica

[pic 1] FACULDADE DE CIÊNCIAS
EMPRESARIAIS – FACE

ENTREGA DE ATIVIDADE

Aluno(a): João Gabriel de Oliveira Brito.

Professor(a): Leila Maria Beloni Corrêa Protti

Tutor(a):

Disciplina: Fenômenos de transporte – Termodinâmica.

Atividade: Atividade Avaliativa 02 – Discursiva.

Questão (A):

A condição de transferência de calor em região transiente, ocorre quando o calor (temperatura) é conduzido em um meio, onde as condições variam com o tempo, e não somente com a posição interna do corpo. Podemos dizer que nestes casos, o perfil de temperatura não será uma função apenas do espaço, mas também do tempo. A taxa de transferência e a energia interna de um corpo irá variar com o tempo, podendo ocorrer concentração de energia interna, ou desconcentração desta. Podemos citar por exemplo, que quando uma estufa é desligada, a temperatura da superfície interna irá diminuir gradualmente, de modo que a temperatura variará com o tempo, a quantidade de calor transferida para fora desta, será cada vez menor, consequentemente a temperatura em cada ponto da parede varia, sendo esse o regime transiente.

Questão (B):

Conceituando o método da capacitância global, podemos verificar que este possui como hipótese, de que a temperatura de um sólido é uniforme no espaço, e em qualquer momento durante o processo transiente. Podemos utilizar este método, quando a resistência térmica do corpo (em razão a condução) é consideravelmente menor que a resistência térmica externa, provocada pela convecção, da forma que o maior gradiente de temperatura ocorra na superfície do corpo.

Questão (C):

Podemos definir o número de Biot, como um número utilizado para definir qual método deverá utilizado, referente a resolução de problemas de transferência de calor transiente. A condução transiente está atrelada a relação entre a resistência térmica de condução interna de um sólido e a resistência térmica de convecção em sua superfície. Sendo assim, podemos escrevê-la assim:

  Este número é usado para definir qual o método a ser utilizado na solução de problemas de transferência de calor transiente. A condução transiente está ligada à relação entre a resistência térmica de condução do interior do sólido e a resistência térmica de convecção na superfície. Dessa forma, pode ser escrito assim:

Bi = Resistência para a condução no interior de um corpo                                .....    ....... Resistência para a convecção na superfície de um corpo                                                

Podemos considerar a seguinte a seguinte fórmula:

[pic 2]

As variáveis da equação são:

h: coeficiente de transferência de calor por convecção;

LC: comprimento característico (relação volume/área de superfície);

k: condutividade térmica do corpo.

Concluímos que quanto menor for o número de Biot, maior será a velocidade de dispersão de energia na parte interior do sólido. Considera-se que Bi < 0,1, é aceitável a hipótese de temperatura uniforme no interior do sólido, pois o gradiente de temperatura é pequeno.        Quando os valores para este número são inferiores a 0,1, significa que a condução de calor dentro do corpo é consideravelmente mais rápida que a convecção de calor a partir da superfície, podendo desconsiderar gradientes de temperaturas que acorrem internamente. Isso significa, que poderá indicar a aplicabilidade ou não de métodos, para resolução de problemas de transferência de calor transiente.