Corpos submersos

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO CARLOS CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E SUAS TECNOLOGIAS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA

DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE DE TRANSFERÊNCIA DE CALOR EM CORPOS SUBMERSOS PROFESSORA: VÁDILA GIOVANA GUERRA

GRUPO 5: CARLOS EDUARDO SAMPAIO DANTAS RA: 388980 CHRISTIAN CARLOS CÂNDIDO DA SILVA RA: 389234 GUSTAVO PRATIS MATTOS RA: 389471 LEONARDO DAVID GOUVEIA ALONSO RA: 388890SÃO CARLOS, SP 2012

RESUMO
Essa prática visa comparar dados experimentais com os conhecimentos de transferência de calor. A partir do cálculo experimental do coeficiente convectivo, foi possível comparar a teoria sobre transferência de calor em regime transiente com a realidade medida. Durante o experimento, utilizaram-se uma placa de alumínio e uma placa e cilindro de cobre, medindo atemperatura em função do tempo durante o aquecimento e resfriamento imerso em água. Para a placa de alumínio, também se estudou o resfriamento no ar. Verificou-se que a variação de temperatura no início aconteceu mais rápido para todos os casos, se tornando lenta próxima ao equilíbrio térmico. Os valores de h calculados diferenciaram-se para cada situação, mostrando que ele é função de diversosfatores. O método da capacitância global, usado como hipótese para os cálculos, em todos os processos térmicos, pode ser aplicado.

LISTA DE SÍMBOLOS
A Área superficial da peça C Comprimento da peça

CP Capacidade calorífica
D Diâmetro do cilindro E Espessura da peça

h Coeficiente de convecção k
L Condutividade térmica Largura

qx Calor transferido na direção x R2 Coeficiente de correlação ρDensidade do corpo

T Temperatura TS Temperatura do corpo, K
t tempo

T∞ Temperatura do fluido longe do corpo
V Volume da peça

SUMÁRIO

Introdução Objetivos Materiais e métodos Resultados e discussão Conclusão REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS APÊNDICE A - Gráficos de aquecimento e resfriamento das peças APÊNDICE A.1 - Gráficos de aquecimento e resfriamento da placa de Alumínio . APÊNDICE A.2- Gráficos de aquecimento e resfriamento da placa de Cobre . . APÊNDICE A.3 - Gráficos de aquecimento e resfriamento do cilindro de Cobre . APÊNDICE B - Gráficos de Y (t) em função do tempo APÊNDICE B.1 - Y (t) para a placa de Alumínio . . . . . . . . . . . . . . . . . . APÊNDICE B.2 - Y (t) para a placa de Cobre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . APÊNDICE B.3 - Y (t) para o cilindro de Cobre .. . . . . . . . . . . . . . . . . .

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INTRODUÇÃO
Um dos conceitos importantes na formação de um engenheiro químico é saber prever e explicar os mecanismos sobre transferência de calor. Em um processo químico, por exemplo, existem reações que liberam calor, sendo necessário saber como isso afetaria a variação de temperatura e como esse calor sepropagaria. Dependendo do processo, a própria variação climática pode ser capaz de alterar as condições de um processo, sendo necessário saber como contornar essas situações. A aplicação mais comum e importante desses conceitos se refere ao projeto de trocadores de calor. Industrialmente, esses equipamentos têm a função de resfriar ou aquecer uma corrente, equipamento ou até mesmo outro ambiente. Umtrocador mal dimensionado pode significar perda de energia útil, alteração em rendimentos de reações e até perigo de danos e explosões de equipamento, sendo, portanto, necessário que os conceitos físicos por trás desses mecanismos estejam bem consolidados. Sabe-se empiricamente que, quando há um gradiente de temperatura, calor, ou seja, energia térmica, se propaga do corpo de maior temperaturapara o de menor até um estado de equilíbrio térmico ser atingido. São três os fenômenos que descrevem esse transporte: condução, convecção e radiação. A condução de calor em sólidos e fluidos pode ser ilustrada pelo transporte de energia em nível molecular (BIRD; STEWART; LIGHTFOOT, 2001, p. 265). Em Incropera et al. (2011, p. 12), o fenômeno de condução é explicado pelo movimento aleatório que as...
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