Fenomenos de Transporte 2 - Fundamentos

Prof. Dr.Luciano Peske Ceron
Agosto, 2013

1. Transferência de Calor – Definição:

“Transferência de calor é a energia térmica em trânsito devido a uma diferença de temperaturas entre os sistemas”

T1

T2

A transferência de calor é sempre do meio de maior temperatura para o de menor temperatura (T1 > T2);
Esse processo termina quando os dois meios atingem a mesma temperatura (T1 = T2).

2. Modelagem de Problemas Térmicos

3. Mecanismos de Transferência de Calor
Condução: quando existe um gradiente de temperatura em um meio estacionário, que pode ser um sólido ou um fluído.

Convecção: ocorre entre uma superfície e um fluído em movimento com diferenças de temperaturas.

Radiação: superfícies com temperaturas emitem energia direta ou indireta em forma de ondas eletromagnéticas. 3.1. CONDUÇÃO

Condução de Calor

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3.1. CONDUÇÃO

Atividades atômicas e moleculares.
Calor

Condução de calor ao longo de uma barra.

A condução é a transferência de energia das partículas mais energéticas para as menos energéticas de um substância devido às interações entre partículas.
Essa energia está relacionada ao movimento de translação aleatório, assim como aos movimentos internos de rotação e de vibração das moléculas.

3.1.1. Condução por Fases nas Substâncias

Podemos falar da transferência líquida de energia pelo movimento molecular aleatório como uma difusão de energia.
Em um condutor a transferência ocorre em função do movimento de translação dos elétrons livres.

3.1.2. Fluxo Térmico na Condução
• “Lei de Fourier”:

 T  T  T 

q  k T  k 
 x i y j z k



Fluxo: q cond
Taxa:



q cond

(T1  T2 )
k
L
A(T1  T2 )
k
L

k : condutividade térmica [ W/m.ºC ]
A : área transversal da parede [ m2 ]
L : comprimento da parede [ m ]

3.1.3. Condutividade Térmica ( k )
A condutividade térmica de um material é a medida da capacidade do material em conduzir