TA 733 A – Operações Unitárias II Transferência de Calor

Apresentação em tema: "TA 733 A – Operações Unitárias II Transferência de Calor"— Transcrição da apresentação:

1 TA 733 A – Operações Unitárias II Transferência de Calor
Aula 02

2 Review Modos de Transferência de Calor (Conceitos):
Condução, Convecção e Radiação Importâncias e Aplicações Propriedade: Condutividade Térmica

3 Review Modos de Transferência de Calor (Conceitos): Existência de T:
Condução: Através de um meio (Sólido, Líquido); Convecção: Entre superfície e fluido em movimento (forçado ou natural); Radiação: Entre duas superfícies (sem meio de transmissão)

4 Condução – Lei de Fourier
Transferência da Maior temperatura para menor Gradiente = Potencial : Fluxo de calor Propriedade do material para facilitação do transferência

5 Condução K = W/m.K T1 q = ? T2 x L mm x1 x2

6 Isolamento de uma câmara refrigerada
3,0 m x 5,0 m K = 0,027 W/m.K Q’’x = ? [ W/m2 ] Q’x = ? [ W ] -18 ° C 28 °C 200 mm

7 Convecção – Lei de Newton
Dependência da velocidade do fluido: Convecção Forçada Convecção Natural (Forças de empuxo, entre diferenças de densidade do fluido Troca de calor sensível: Forçada e Natural Troca de calor latente: Natural (EBULIÇÃO E CONDENSAÇÃO)

8 Lei de Resfriamento de Newton
Coefic. de Transf. de calor por convecção Ta T1 h = Dependência : - da geometria da superfície - natureza do movimento do fluido

9 Ordem de grandeza de “ h ”
W / m2.K Natural Gases 2 - 25 Líquido 50 – 1.000 Forçada 25 – 250 100 –

10 Lei de Resfriamento de Newton
Ta T1 T2 Tb h = coeficiente de transferência de calor

11 Múltiplos Materiais Ta w T0 H T1 Temperatura, T T2 T3 Tb k01 k12 k23
x0 x1 x2 x3 Distância, x

12 Resistência por contato

13 Valores de resistência por contato

14 Radiação -Radiação eletromagnética (fotons) emitida por
qualquer material com T > 0,0 K. -O meio interfere na transmissão (vácuo é eficiente) Poder emissivo Temperatura Absoluta (K) Emissividade (0<=  <=1) Cte. de Stefan Boltzman 5, W/m2.K4)

15 Transferência de calor por Radiação:
Tviz Ts q’’rad q’’conv

16 EXEMPLO: T.C. por Radiação e Convecção:
TS = 200C TVIZ = Tamb= 25C hconv = 15 W/m2K D=0,07 m =0,8 L= 1,0 m

17 EXEMPLO: T.C. por Radiação e Convecção:
+

18 Relação: Termodinâmica X T.C.
Termodinâmica: Balanço de Energia Transferência de Calor: Quantificação de taxas de transferência Regime permanente:

19 Relação: Termodinâmica X T.C.
Termodinâmica: Balanço de Energia Regime Transiente:

20 EXEMPLO: Balanço de Energia Transiente com T. C
EXEMPLO: Balanço de Energia Transiente com T.C. por Radiação e Convecção: TS =??C TVIZ = Tamb= 27C hconv = 100 W/m2K D=0,001 m =0,8 L= 1,0 m Resist = 0,4  =5, W/m2K4 E’GERADA: E’SAÍDA:

21 EXEMPLO: Balanço de Energia Transiente com T. C
EXEMPLO: Balanço de Energia Transiente com T.C. por Radiação e Convecção: h=100 W/m2K i [A] Ts 25 60 5,2 h=250 W/m2K 8,1

22 Metodologia de Resolução
DADOS: Conhecimento do Problema ACHAR: Variável procurada; ESQUEMA: Esquema físico = correntes, V.C., informações das variáveis; HIPÓTESE: Regime de operação (Permamente/Transiente); PROPRIEDADES: Busca dos valores das propriedades; ANÁLISE: Lei da Conservação, Lei de Fourier, Newton....; COMENTÁRIOS: Extrapolação ou sensibilidade das variáveis