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TRANSFERÊNCIA DE CALOR (Mecanismos de Transferência de Calor - Todos…
TRANSFERÊNCIA DE CALOR
Energia em transito devido a uma diferença de temperatura.
Calor é um fenômeno transitório que cessa quando não existe mais uma diferença de temperatura.
Mecanismos de Transferência de Calor
- Todos exigem a existência da diferença de temperatura e todos ocorrem da maior para menor temperatura.
Transferência por Condução
: Transferencia de calor das particulas mais energeticas de uma substancia, para as menos energeticas, como resultado das interações das particulas
Gás
:
Líquido
:
Sólido
:
Radiação
: Quando, na ausência de um meio interveniente, existe uma troca líquida de energia entre duas superfícies a diferentes temperaturas. Onde o calor é transferido da temperatura mais alta para a mais baixa
Radiação térmica
: Energia transferida.
Sob forma de ondas eletromagneticas
Fluxo de calor transferido por radiação entre duas superficies a diferentes temperaturas.
Lei de Stefan-Boltzmann
:Quantidade Total de energia emitida por unidade de área de um corpo negro e na unidade de tempo.
O poder de emissão (En) é proporcional a quarta potência da temperatura absoluta
Emissividade
: Relação entre o poder de emissão de um corpo real e o poder de emissão de um corpo negro.
Corpos Cinzentos = Emissividade < 1
=> Processo pelo qual o calor é transferido de um corpo sem o auxilio do meio interveniente, e em virtude de sua temperatura.
=> Fenômeno Ondulatório.
Transferência por Convecção
: Transferência de energia entre uma superfície e um fluido em movimento em virtude da diferença de temperatura entre eles através da ação combinada de: condução de calor, armazenamento de energia e movimento de mistura.
1- A velocidade da camada de ar próximo a superfície é muito baixa em razão das forças viscosas (atrito).
2- Nesta região o calor é transferido por condução.Ocorre portanto um armazenamento de energia pelas partículas presentes nesta região.
3- Na medida que essas partículas passam para a região de alta velocidade, elas são carregadas pelo fluxo transferindo calor para as partículas mais frias.
Convecção Forçada
Movimento de mistura foi induzido por um agente externo, no caso ventilador.
Convecção Natural
Suponha que o ventilador seja retirado.Neste caso as partículas que estão próximas a superfície continuam recebendo calor por condução e armazenando a energia.
Relação entre a transferência de calor e a termodinâmica
A
1ª Lei da Termodinâmica
- Energia não pode ser criada nem destruida, apenas muda de forma.
A
2ª Lei da Termodinâmica
aponta a direção dessas interações.
Relevância da Transferência de calor
Fundamental para todos os ramos da engenharia
Exemplo: Produção e conversão de energia
Mecanismos Combinados
: Quando ocorrem ao mesmo tempo dois ou mais mecanismos de transferência de calor atuando ao mesmo tempo
Regime de Transferência de calor
Regime Permanente
Regime Transiente
Condução de Calor
: Transferência de calor através de uma barra de ferro com uma das extremidades aquecidas e com área lateral isolada termicamente
Equação da taxa de transferência de calor por condução
/
RTeq
ou Rcond
= (Maior temperatura- menor temperatura)
Rteq (Resist. térmica equivalete) - Utilizado quando tem todas as temperaturas
:warning:
Rcond = L/K.A
k = Condutividade Térmica (W/m.k)
A = área normal
L = Espessura
Condução de calor em uma rede plana
Fluxo de calor que atravessa a parede plana por condução
Associação de paredes planas em série
O fluxo que atravessa a parede composta pode ser obtido em cada uma das paredes planas individualmente. O fluxo de calor é dado por:
Associação de paredes planas em paralelo
O fluxo de calor que atravessa a parede composta pode ser obtido em cada uma das paredes planas individualmente. O fluxo de calor é dado por:
Taxa de transferencia de calor: Calor transferido por unidade de tempo
Condutividade Térmica
k
- É a medida da capacidade de o material conduzir calor. Alto valor indica que o material é bom condutor, baixo valor indica que é mau condutor ou isolante.
