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PRINCÍPIOS FUNDAMENTAIS DA TRANSFERÊNCIA DE CALOR
Apresentado para:
Hélio Morishita
Professor
Dept. de Engenharia Naval e Oceânica
Preparado por:
Marcelo Rosário da Barrosa
Aluno de Graduação
Dept. de Engenharia Naval e Oceânica
2 Agosto 2004
Princípios Fundamentais da Transferência de Calor
ÍNDICE
A. INTRODUÇÃO.................................................................................................................... 4
B. OBJETIVO ............................................................................................................................ 5
C. DEFINIÇÕES........................................................................................................................ 6
a. Calor;.................................................................................................................................. 6
b. Condução; .......................................................................................................................... 8
c. Radiação; .......................................................................................................................... 10
D. DEDUÇÃO DAS EQUAÇÕES GERAIS.......................................................................... 16
a. Transmissão de Calor por Convecção; ............................................................................. 16
a.1 Coordenadas Cartesianas: ........................................................................................ 17
a.2 CoordenadasCilíndricas:.......................................................................................... 19
b. Transmissão de Calor por Radiação; ............................................................................... 22
c. Transmissão de Calor por Convecção; ............................................................................. 25
c.1 Métodos de Avaliação do Coeficiente de Transmissão de Calor por Convecção; .... 26
c.1.i Análise dimensionalcombinada com experiências: ................................................ 26
c.1.ii Soluções matemáticas exatas da equação da camada limite: .................................. 27
c.1.iii Análise aproximada da camada limite por métodos integrais: .............................. 37
c.1.iv Analogia entre transferência de calor, de massa e de quantidade de movimento. . 41
c.2 Papel das Aletas naTransmissão de Calor por Convecção; .................................... 46
BIBLIOGRAFIA ..................................................................................................................... 48
ii
Marcelo Rosário da Barrosa
FIGURAS E TABELAS
Figura 1: Elemento material de corpo sólido, na forma de paralelepípedo, a partir do
qual serão deduzidas as equações datransmissão de calor por condução para
coordenadas cartesianas..................................................................................................
17
Figura 2: Representação de um ponto no espaço a partir das coordenadas
cilíndricas........................................................................................................................
19
Figura 3: Gráficode Ebλmax × λ,T..................................................................................
24
Figura 4: Gráfico Ebλmax × T..........................................................................................
24
Figura 5: Gráfico Ebλ/Ebλmax × λT.................................................................................
24
Figura 6: Gráfico E0-λ/E0-∞ ×λT..................................................................................
24
Figura 7: Gráfico da solução numérica obtida para a Eq. D.c.1.ii.9.............................
31
Figura 8: Variação do coeficiente de arrasto em função do número de Reynolds........
32
Figura 9: Gráfico da razão de temperatura em função de η, para os diversos valores
do número de Prandtl, Pr =...
Apresentado para:
Hélio Morishita
Professor
Dept. de Engenharia Naval e Oceânica
Preparado por:
Marcelo Rosário da Barrosa
Aluno de Graduação
Dept. de Engenharia Naval e Oceânica
2 Agosto 2004
Princípios Fundamentais da Transferência de Calor
ÍNDICE
A. INTRODUÇÃO.................................................................................................................... 4
B. OBJETIVO ............................................................................................................................ 5
C. DEFINIÇÕES........................................................................................................................ 6
a. Calor;.................................................................................................................................. 6
b. Condução; .......................................................................................................................... 8
c. Radiação; .......................................................................................................................... 10
D. DEDUÇÃO DAS EQUAÇÕES GERAIS.......................................................................... 16
a. Transmissão de Calor por Convecção; ............................................................................. 16
a.1 Coordenadas Cartesianas: ........................................................................................ 17
a.2 CoordenadasCilíndricas:.......................................................................................... 19
b. Transmissão de Calor por Radiação; ............................................................................... 22
c. Transmissão de Calor por Convecção; ............................................................................. 25
c.1 Métodos de Avaliação do Coeficiente de Transmissão de Calor por Convecção; .... 26
c.1.i Análise dimensionalcombinada com experiências: ................................................ 26
c.1.ii Soluções matemáticas exatas da equação da camada limite: .................................. 27
c.1.iii Análise aproximada da camada limite por métodos integrais: .............................. 37
c.1.iv Analogia entre transferência de calor, de massa e de quantidade de movimento. . 41
c.2 Papel das Aletas naTransmissão de Calor por Convecção; .................................... 46
BIBLIOGRAFIA ..................................................................................................................... 48
ii
Marcelo Rosário da Barrosa
FIGURAS E TABELAS
Figura 1: Elemento material de corpo sólido, na forma de paralelepípedo, a partir do
qual serão deduzidas as equações datransmissão de calor por condução para
coordenadas cartesianas..................................................................................................
17
Figura 2: Representação de um ponto no espaço a partir das coordenadas
cilíndricas........................................................................................................................
19
Figura 3: Gráficode Ebλmax × λ,T..................................................................................
24
Figura 4: Gráfico Ebλmax × T..........................................................................................
24
Figura 5: Gráfico Ebλ/Ebλmax × λT.................................................................................
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Figura 6: Gráfico E0-λ/E0-∞ ×λT..................................................................................
24
Figura 7: Gráfico da solução numérica obtida para a Eq. D.c.1.ii.9.............................
31
Figura 8: Variação do coeficiente de arrasto em função do número de Reynolds........
32
Figura 9: Gráfico da razão de temperatura em função de η, para os diversos valores
do número de Prandtl, Pr =...
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