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

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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 : Fluxo de calor Propriedade do material para facilitação do transferência Gradiente = Potencial Transferência da Maior temperatura para menor

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

6 Isolamento de uma câmara refrigerada -18 ° C28 °C 200 mm K = 0,027 W/m.K Qx = ? [ W/m2 ] Qx = ? [ W ] 3,0 m x 5,0 m

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 TaTa T1T1 h = Dependência : - da geometria da superfície - natureza do movimento do fluido Coefic. de Transf. de calor por convecção

9 Ordem de grandeza de h W / m 2.K Natural Gases Líquido50 – Forçada Gases25 – 250 Líquido100 –

10 Lei de Resfriamento de Newton TaTa T1T1 T2T2 TbTb h = coeficiente de transferência de calor

11 Múltiplos Materiais Temperatura, T Distância, x H w TaTa T0T0 T1T1 T2T2 T3T3 TbTb x0x0 x1x1 x2x2 x3x3 k 01 k 12 k 23

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 Emissividade (0<= <=1) Cte. de Stefan Boltzman 5, W/m 2.K 4 ) Temperatura Absoluta (K)

15 Transferência de calor por Radiação: Tviz Ts qrad qconv

16 EXEMPLO: T.C. por Radiação e Convecção: T S = 200 C T VIZ = Tamb= 25 C hconv = 15 W/m 2 K 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. por Radiação e Convecção: T S =?? C T VIZ = Tamb= 27 C hconv = 100 W/m 2 K D=0,001 m =0,8 L= 1,0 m Resist = 0,4 =5, W/m 2 K 4 E GERADA :E SAÍDA :

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

22 Metodologia de Resolução 1)DADOS: Conhecimento do Problema 2)ACHAR: Variável procurada; 3)ESQUEMA: Esquema físico = correntes, V.C., informações das variáveis; 4)HIPÓTESE: Regime de operação (Permamente/Transiente); 5)PROPRIEDADES: Busca dos valores das propriedades; 6)ANÁLISE: Lei da Conservação, Lei de Fourier, Newton....; 7)COMENTÁRIOS: Extrapolação ou sensibilidade das variáveis


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