Transporte fenomenos

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PARTE II: TRANSMISSÃO DE CALOR

2007

13. TRANSMISSÃO OU FLUXO DE CALOR

13.1. FORMAS DE TRANSMISSÃO DE CALOR

Existem três formas de transmissão de calor:

Transmissão por condução;

Transmissão por convecção e,

Transmissão por radiação.

Estas formas são diferentes e regidas por leis próprias, e podem ocorrer simultaneamente, com isso, muitas soluções de problemas sãocomplexas, mas exatas na transmissão de calor.

Para a simplificação de muitos problemas, pode-se eliminar uma ou duas formas de transmissão de calor, quando se trata de ampliações em projetos de engenharia, desde que não traga problema apreciável, como conseqüência, nos resultados finais.

13.1.1. TRANSMISSÃO DE CALOR POR CONDUÇÃO

É o processo pelo qual o calor flui de uma região de temperaturamais elevada para outra de temperatura mais baixa, dentro de um meio (sólido, líquido ou gasoso) ou entre meios diferentes em contatos físicos diretos. Nesta forma de transmissão de calor, a energia é transmitida pela comunicação molecular direta, ou seja, devido ao aumento de energia cinética proporcionado por uma excitação térmica qualquer numa região de um corpo (extremidade de uma barra), oselétrons que adquirem maior energia, tornam-se mais velozes e com maiores órbitas, chocam-se com elétrons vizinhos que adquirem energia térmica dos elétrons que deram o choque de modo que se forma uma cadeia na transmissão da energia conseqüentemente do calor, isto acontece por todo o corpo.

13.1.2. TRANSMISSÃO DE CALOR POR CONVECÇÃO

Este processo de transmissão de calor tem duas classificações:convecção natural ou livre e convecção forçada. O transporte de calor por convecção é parcialmente regido pela mecânica dos fluidos, uma vez que o fenômeno envolve movimento de fuido.

Na realidade transporte de calor por convecção se processa da seguinte maneira: admita-se que uma molécula de um corpo fluido atinja uma região de temperatura mais elevada; quando a molécula estiver nesta região,elevar-se-á sua temperatura, conseqüentemente ficará menos densa uma vez que aumentará seu volume permanecendo com o mesmo peso, cedendo seu lugar, por conseguinte, a outra molécula mais densa, e assim sucessivamente, dando origem a um transporte de calor por convecção.

Exemplo de convecção natural: convecção induzida por diferença de densidades resultantes de diferenças de temperaturas no seiodo fluido.

Exemplo de convecção forçada: movimento do fluido resulta da ação de forças externas, como um ventilador, uma bomba, etc.

13.1.3. TRANSMISSÃO DE CALOR POR RADIAÇÃO

Radiação é o processo pelo qual o calor é transmitido de um corpo de temperatura mais elevada para outro de temperatura mais baixo quando tais corpos estão separados no espaço, mesmo que o vácuo predomine entreeles.

A energia radiante viaja à velocidade da luz (300.000 km/s) e se assemelha fenomenologicamente a radiação da luz; a luz e a radiação térmica diferem apenas nos respectivos comprimentos de onda.

Em resumo, a radiação são ondas eletromagnéticas que caracterizam este processo de transmissão de calor por atravessar um meio transparente sem aquecê-lo e, ao encontrar um meio que lhe seja opaco,são absorvidas, ocorrendo conseqüentemente uma transformação de energia radiante em energia térmica.

Exemplo de radiação térmica: o sol aquece a terra por radiação.

Conclui-se que, com as modalidades verificadas de transporte de calor, ou seja, transporte de calor por condução, por convecção ou por radiação, pode-se verificar que a condução de calor se dá sempre do corpo de maior temperaturapara outro de menor temperatura, fenômeno este que se assemelha ao transporte de massa. (O transporte de massa se dá da região de maior concentração para a região de menor concentração) e ao transporte de fluidos, estudado na Mecânica dos Fluidos (O gradiente de velocidade no seio do fluido se desenvolve, das camadas de maior velocidade para as de menor velocidade).

13.2. REGIMES DE...
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