DINÂMICA MOLECULAR APLICADA AO ESTUDO DA FORMAÇÃO DE FASE AMORFA EM LIGAS DE ALUMÍNIO
Por: Leonan Costa • 27/11/2019 • Trabalho acadêmico • 2.055 Palavras (9 Páginas) • 213 Visualizações
[pic 1]
Relatório I- Termografia por Infravermelho
Universidade do Estado do Rio de Janeiro – Engenharia Mecânica
Transferência de Calor I
Leonan Costa Vieira
Resumo: O relatório tem como objetivo o estudo e análise do aquecimento de uma placa plana, contida em conjunto formado por uma configuração sanduíche (placa-aquecedor-placa) através do método da capacitância global para uma placa plana. Ao longo do relatório será apresentada a teoria base para o estudo, bem como a definição de parâmetros como o coeficiente de troca de calor por convecção, o número de Biot, entre outros. Por fim, será feita a comparação entre este os valores teóricos e os resultados experimentais, obtidos a partir de uma câmara termográfica, com o modelo proposto.
Palavras –chave: Capacitância Global; Transferência de Calor; Número de Biot.
- Introdução
Alguns corpos sólidos apresentam um comportamento térmico quase uniforme durante todo o processo de transferência de calor. A temperatura nestes corpos pode ser considerada apenas função do tempo, pelo que o método da capacitância global (Lumped Capacitance Method), permite uma ótima simplificação, sendo geralmente aceite e aplicável para Bi≤1. Por conseguinte, a análise do comportamento de corpos com alta condutividade térmica, recorrendo a este método é adequada.
Entretanto, é importante determinar sob quais condições ele pode ser empregado com precisão satisfatória. A fim de se analisar a validade deste método, o número de Biot é um parâmetro fundamental. Este parâmetro adimensional fornece uma medida da queda de temperatura no sólido em relação à diferença de temperaturas entre a superfície e o fluido. Se Bi << 1, o método da capacitância global é válido, a resistência térmica à condução no interior do sólido é muito menor do que a resistência térmica à convecção através da camada-limite no fluido. Para valores do número de Biot de moderados para elevados, os gradientes de temperatura no interior do sólido são significativos, ou seja, T = T(x,t).
- Desenvolvimento
Uma vez que consideradas as placas paralelas e justapostas pode-se modelar esse problema, por meio de um balanço de energia em um volume de controle. E assim temos:
(1)[pic 2]
Para o problema proposto a seguinte equação:
(2)[pic 3]
Como , derivando no tempo ficamos com , já que é constante ao longo do tempo t, temos:[pic 4][pic 5][pic 6]
(3)[pic 7]
Definindo , é possível chegar na seguinte equação:[pic 8]
(4)[pic 9]
Isolando temos:[pic 10]
(5)[pic 11]
Substituindo :[pic 12]
(6)[pic 13]
Assim, fazendo manipulações algébricas é fácil obter:
(7)[pic 14]
Colocando a equação 7 em termos do fluxo obtém-se:
(8)[pic 15]
O valor da transferência de calor por convecção, é dado por:
(9)[pic 16]
Fazendo uso novamente da equação do balanço de energia é possível obter a seguinte relação:
(10)[pic 17]
O valor do coeficiente de troca de calor por convecção, pode ser dado em termos do fluxo de calor a partir da seguinte equação:
(11)[pic 18]
O número de Biot pode ser dado pela seguinte equação:
(12) [pic 19]
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