Cap06 Intodu o convec o

Introdução à Convecção de Calor

Objetivo:1º calcular h (coeficiente local de transferência de calor por convecção) 2º calcular q (taxa de transferência de calor por condução) Na parte de convecção de calor serão visto métodos para calcular as taxas de transferência de calor (q) e de massa (na) no seguintes tipos de problemas:
Convecção externa (cap 7) ex: escoamento sobre um cilindro
Convecção interna (cap 8 e 11)

Movimento do fluido é devido a bombas hidráulicas ou ventiladores.
Convecção natural (q) ocorre devido a ∆T em escoamentos internos e externos ex: xícara de café
A troca de calor (q) na convecção ocorre devido ao movimento de um fluido sobre uma superfície (sólida ou líquida) com ambos tende temperaturas diferentes. Lei de Newton do Resfriamento (12.1)

= massa específica de A (Vapor H2O em ar)
Onde:
h = coeficiente local de transferência de calor por convecção [W/m2K] Tsup = temperatura de superfície [K] T∞ = temperatura de fluido longe da superfície [K] q’’ = fluxo de calor [W/m2] V = velocidade do fluido [m/s] hm = coeficiente local de transferência de massa por convecção [m/s] n’’a = fluxo de massa da espécie A [Kg/m2s]

h depende dos campos de velocidades de temperaturas do escoamento; isto é, em geral h tem valor diferente em cada ponto da superfície; portanto, o q’’ e n’’a também varia ao longo da superfície; e, então, Taxa de transferência de calor [W] (12.2) ou, com a Lei de Newton: (12.3) Onde: Asup = área de troca de calor entre a superfície e o fluido ,e, Coeficiente médio de transferência de calor por convecção [W/m2K] (12.4) Em todos os problemas de condução de calor (vistos até agora) usou-se o

na= [Kg/s]

Equação da Transferência de Calor e Massa por Convecção No sistema de coordenadas cartesianas, 2D, em regime permanente

Conservação de Massa Global

Massa que entra no volume de controle = massa que sai do volume de controle (12.5) (12.6)
(ρ constante) fluido incompressível Onde: u =