Conveccao e Radiacao

Disciplina:
Transferência de Calor e
Massa I
Prof. Me. Marcos Paulo de Carvalho Oliveira
Departamento Engenharia Mecânica

2015

Transferência de Calor e Massa I
Convecção
- A convecção térmica é o modo de transferência de energia entre a superfície sólida e um fluido adjacente que está em movimento.
- Quanto mais rápido for o movimento do fluido, maior será a transferência de calor por convecção. - Na ausência de qualquer movimento da massa do fluido, a transferência de calor se dá por pura condução.

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Transferência de Calor e Massa I
Convecção

- A convecção térmica pode ser classificada de acordo com a natureza de escoamento do fluido.

Forçada

Natural

Mudança de fase, com troca de calor latente
Ebulição

Condensação
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Transferência de Calor e Massa I
- Para a convecção térmica a taxa de transferência é conhecida como Lei de Resfriamento de Newton.
Coeficiente Transferência de Calor por Convecção
(W/m2K)
(condições camada limite)

qn = h (Ts – T͚͚͚͚ )

qdo Ts > T͚͚͚͚ se Ts < T͚͚͚͚ , temos:

Fluxo Térmico
(W/m2)

Temperatura
Superfície
(K)

Temperatura
Fluido
(K)

qn = h (T ͚͚͚͚ – Ts)

W / m2

- Taxa de transferência por convecção, para Área superfície As, temos: q = As qn = h As (T ͚͚͚͚ – Ts)

W

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Transferência de Calor e Massa I
- Exemplo Convecção:
Um fio elétrico de 2 m de comprimento e 0,3 cm de diâmetro se estende por uma sala a 15ºC.
Calor é gerado no fio como resultado do aquecimento da resistência. A temperatura na superfície do fio é 152ºC, em funcionamento estável. Além disso a medida de tensão e corrente elétrica do fio são 60V e 1,5A, respectivamente. Ignorando qualquer transferência de calor por radiação, determine o coeficiente de transferência de calor por convecção para a transferência de calor entre a superfície do fio e a sala.

T ͚͚͚͚ = 15ºC = 288K

Solução: q = h As (Ts – T͚͚͚͚ )

q = Eger = V I
1,5A

Ts =