Apostila de transferencia de calor

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UNIVERSIDADE DE PASSO FUNDO
FACULDADE DE ENGENHARIA E ARQUITETURA
CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA

TRANSFERÊNCIA DE CALOR – MEC030 PROF. DR. LUÍS EDSON SARAIVA

Notas de Aula Versão 1.1 – agosto de 2009

ÍNDICE
ÍNDICE ...................................................................................................................................... 2 1. INTRODUÇÃO À TRANSFERÊNCIA DE CALOR....................................................... 4 1.1 ALGUNS CONCEITOS ............................................................................................ 4 1.2 DIFUSÃO E ADVECÇÃO........................................................................................ 4 1.3 CONDUÇÃO............................................................................................................. 6 Condutibilidade térmica ..................................................................................................... 6 1.4 CONVECÇÃO ........................................................................................................... 7 1.5 RADIAÇÃO............................................................................................................... 8 2.CONDUÇÃO DE CALOR UNIDIMENSIONAL EM REGIME PERMANENTE ....... 10 2.1 EQUAÇÃO GERAL DA CONDUÇÃO DE CALOR............................................. 10 Difusividade térmica ........................................................................................................ 13 2.2 FORMA GERAL DA EQUAÇÃO DA CONDUÇÃO DE CALOR, SIMPLIFICAÇÕES E GEOMETRIAS............................................................................... 13 Coordenadas Cartesianas.................................................................................................. 14 Coordenadas Cilíndricas .................................................................................................. 15 2.3 CONDUÇÃO UNIDIMENSIONAL, SEM GERAÇÃO DE CALOR, EM REGIME PERMANENTE................................................................................................................... 16 Condução Unidimensional em Coordenadas Cartesianas ................................................ 16 Paredes Compostas em Coordenadas Cartesianas ........................................................... 18 Condução Unidimensional em CoordenadasCilíndricas................................................. 20 Paredes Compostas em Coordenadas Cilíndricas ............................................................ 22 Raio Crítico de Isolamento............................................................................................... 24 EXERCÍCIOS ...................................................................................................................... 28 CondutibilidadeTérmica.................................................................................................. 28 Relação entre Primeira Lei da Termodinâmica e Transferência de Calor ....................... 28 Condução de Calor Unidimensional em Geometria Cartesiana....................................... 29 Condução de Calor Unidimensional em GeometriaCilíndrica........................................ 31 3. CONDUÇÃO DE CALOR UNIDIMENSIONAL EM REGIME PERMANENTE SUPERFÍCIES ESTENDIDAS (ALETAS)............................................................................. 32 3.1 INTRODUÇÃO ....................................................................................................... 32 3.2 ALETA COM SEÇÃO TRANSVERSAL CONSTANTE ...................................... 32 Aleta Longa...................................................................................................................... 35 Aleta com Comprimento Finito e Ponta Isolada .............................................................. 36 Aletas com Convecção na Ponta ...................................................................................... 38 Eficiência e Efetividade de uma Aleta...
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