Regime Permanente

Investigação da condução de calor unidimensional e bidimensional em regime permanente
Juliano Evádio Baumer1,

Viviana Cocco Mariani2

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Graduação em Engenharia Mecânica
Pós-Graduação em Engenharia Mecânica – PPGEM
Pontifícia Universidade Católica do Paraná - PUCPR
Rua Imaculada Conceição, 1155, 80215-901, Curitiba, PR
E-mail: [e-mail], [e-mail]
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Resumo. O presente trabalho investiga o processo de transferência de calor por condução em algumas geometrias. Primeiro investiga-se a condução de calor em uma parede plana, em regime permanente.
Após estuda-se a condução em uma parede plana sem geração de energia e com geração de energia uniforme no seu interior. Outro problema investigado é a condução em uma placa bidimensional de largura (L) e altura (W) explorando diferentes condições de contorno.
Quando possível obtém-se a solução analítica através da integração das equações ou através do método de separação de variáveis. Os métodos numéricos de diferenças finitas e volumes finitos são utilizados para resolver as equações diferenciais e os resultados comparados entre si e com a solução analítica. 2. Equações Governantes
A equação diferencial ordinária de segunda ordem que expressa a condução de calor em coordenadas cartesianas é: ∂T
∂  ∂T  ∂  ∂T  ∂  ∂T 
k
 + k
 + q = ρc p
+
k
∂t
∂x  ∂x  ∂y  ∂y  ∂z  ∂z 



(1)

onde ∂T ∂x é a componente do gradiente de temperatura na direção x, ∂T ∂y é a componente do gradiente de temperatura na direção y, ∂T ∂z é a componente do gradiente de temperatura na direção z, ∂T ∂t é a taxa de variação da temperatura com o tempo, cp é o calor específico [J/kgºC], ρ é a massa específica [kg/m3], k é a condutividade térmica [W/mºC] e q é a taxa de geração de energia [W/m3] [1].
Ainda pode-se ter uma expressão simplificada quando
1. Introdução
Ao ouvir falar no termo transferência de calor, a condutividade térmica é constante,