Fenômenos de transporte

CAPÍTULO 1 - INTRODUÇÃO
Definição
“Calor ou transferência de calor é a energia térmica em trânsito devido a uma diferença de temperatura no espaço” Fenômenos de Transporte II

A energia pode ser transferida de um sistema por interações com a vizinhança através de:
• Calor
• Trabalho

Prof. Antonio Batista de Oliveira Jr

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a) Condução
Transferência de energia devido ao movimento randômico das moléculas Altas temperaturas
Maior energia molecular
Equação que descreve a transferência de calor por condução:

Deseja-se saber:
Modos de transferência de calor
Taxas de transferência de calor

Lei de Fourier:

qx

Mecanismos da Transferência de Calor
A transferência de calor pode ocorrer de 3 modos distintos: a) Condução;
b) Convecção ;
c) Radiação.

q x = − kA

dT dx Taxa de calor [W] na direção x. k é a condutividade térmica [ W / m K ] do material
Fluxo de calor Q = q/A – [W/m2]

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CAPÍTULO 1 - INTRODUÇÃO

CAPÍTULO 1 - INTRODUÇÃO

a) Condução

a) Condução

Condutividade térmica

Ocorre em sólidos, líquidos e gases em repouso.

Figura 1: Associação da transferência de calor por condução à difusão de energia devido à atividade molecular
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CAPÍTULO 1 - INTRODUÇÃO

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CAPÍTULO 1 - INTRODUÇÃO

a) Condução

Exemplo:
A parede da fornalha de uma caldeira é construída de tijolos refratários com 0,20m de espessura e condutividade térmica de 1,3 W/mK. A temperatura da parede interna é de
1127oC e a temperatura da parede externa é de 827oC.
Determinar a taxa de calor perdido através de uma parede com 1,8m por 2,0 m.

Condutividade térmica

Dados:
∆x = 0,20 m k = 1,3 [W/moC]
Ti = 1127 oC
Te = 827 oC
A = 1,8.2,0 = 3,6 m2

Solução

q = kA

(Ti − Te )

∆x
(1127 − 827 ) q = 1,3 . 3,6
0,20

q = 7020 W
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CAPÍTULO 1 - INTRODUÇÃO

CAPÍTULO 1 - INTRODUÇÃO
b) Convecção

b) Convecção

A convecção pode ser natural ou forçada.

Quando um fluido a