Transferencia De Calor

Transferência de calor e massa

1. Fundamentos da transmissão de calor

1.1. Condução

1.2. Convecção

1.3. Radiação

1.4. Mecanismos combinados

2. Condução em regime permanente

2.1. Resolução para resistência térmica

2.1.1. Parede plana simples

2.1.2. Parede plana composta

2.1.3. Parede cilíndrica simples

2.1.4. Parede cilíndrica composta

2.1.5. Esfera simples e composta

2.2. Resolução por fator de forma

2.2.1. Paredes quaisquer

3. Condução em regime transiente

3.1. Solução para paredes finas

3.2. Soluções para paredes cilíndricas e esféricas

3.3. Analogia elétrica

4. Transferência de calor por convecção

4.1. Convecção natural e forçada

4.2. Equação de Newton

4.3. Resolução por resistência térmica

4.4. Mecanismos combinados: Condução + Convecção

4.5. Coeficientes globais de transferência de calor

5. Transferência de calor por radiação

5.1. Conceitos fundamentais

5.1.1. Corpo Negro

5.1.2. Poder de emissão

5.2. Principais Leis

5.3. Radiação entre superfícies negras

6. Trocadores de calor

6.1. Principais tipos

7. Transferência de massa

7.1. Conceitos fundamentais

Transferência de calor

1. Conceitos fundamentais

• Transmissão de energia de uma região para outra como resultado da diferença de temperatura entre elas.

• Estudo de problemas termodinâmicos indeterminados(necessitam de leis particulares que descrevam os processos de transferência de calor).

• Todos os processos de transmissão de calor envolvem transferência e conversão de energia (Obedecem a 1º e 2º lei da termodinâmica).

Termodinâmica x Transferência de calor

Termodinâmica – Ramo da ciência que trata da relação entre calor e outras formas de energia. Estuda sistemas em equilíbrio.

Fluxo de calor- Resultado da falta de equilíbrio de temperatura - Tratamento quantitativo baseado em outros ramos da ciência. - Transmissão de calor.

Formas de transmissão de calor

É usual distinguir-se três modos de transferência de calor : Condução , Radiação e Concecção.

Condução e Radiação – Devido exclusivamente aos efeitos de diferenças de temperatura.

No caso da convecção , devido a existência de um fluido em movimento como elemento básico do processo de transferência de energia, alem dos efeitos de diferenças de temperaturas , estão envolvidos os efeitos de transporte mecânico de massa.

Condução

Condução é processo pelo qual o calor flui de uma região de alta temperatura para uma região de temperatura mais baixa dentro de um meio ou, entre meios diferentes em contato físico direto.

A energia é transmitida através do movimento cinético ou impacto direto de moléculas, no caso de um fluido em repouso e pelo movimento de elétrons , no caso de metais.

Lei empírica: Enunciada por Biot, partindo de observações experimentais. Mais tarde, o cientista francês Joseph Fourier (1822) utilizou a lei proposta por Biot em sua teoria analítica de calor e a lei passou a se chamar “Lei de Fourier”.

Lei de Fourier: Estabelece que a taxa de fluxo de calor por condução em uma dada direção é proporcional a área, normal a direção de fluxo e ao gradiente de temperatura naquela região.

Considerando-se que o fluxo de calor ocorre na direção x, tem-se:

Unidades: qx = [w] – (taxa de transf. De calor através