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TA 733 A – Operações Unitárias II Aula 07 Condução Unidimensional em Regime Estacionário Aletas.

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1 TA 733 A – Operações Unitárias II Aula 07 Condução Unidimensional em Regime Estacionário Aletas

2 Condução de Calor em Superfícies Estendidas T.C. em Aletas = Condução + convecção + radiação T.C. por convecção + radiação perpendicular a direção por condução X Z Y L Calor transferido para a corrente de ar W 2B Entrada por Condução saída por Condução TwTw z

3 Condução de Calor em Aletas q = h. A ( Ts – T ) q h e T v fluido h (ventiladores /bombas) T Impraticável (talvez) Então: Área com k

4 Condução de Calor em Aletas

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6 Análise Geral de Condução de Calor em Aletas Considerações: Unidimensional (é TRI) Regime Permanente k =cte Radiação desprezível Convecção : h =cte Objetivo: Obtenção da taxa de transferencia de calor sobre aleta Necessita-se : Distribuição de temperatura

7 Análise Geral de Condução de Calor em Aletas ALETAS COM ÁREA DE SEÇÃO RETA UNIFORME: Ac = cte = uniforme As = P. x

8 Análise Geral de Condução de Calor em Aletas

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11 Exemplo 3.8 Dados: k COBRE = 398 W/mK k ALUMÍNIO = 180 W/mK k INOX = 14 W/mK Distribuição da Temperatura: Comprimento infinito da aleta: L (L)=0 T(L)=T Onde:

12 Exemplo 3.8 Onde:

13 Exemplo 3.8 q a_COBRE = 8,3 W q a_ALUM = 5,6 W q a_INOX = 1,6 W Comprimento infinito da aleta: L (L)=0 T(L)=T Pode-se acatar quando L :

14 Exemplo 3.8 L COBRE =190 mm L INOX =40mm L ALUM =130mm

15 Desempenho de Aletas Função da Aleta: Aumentar a transferência de Calor pelo aumento de área efetiva; Efetividade da Aleta: a = Taxa de T.C. da aleta Taxa de T.C. sem aleta -A aleta se justifica com: a 2 -h é prejudicado, mas desprezível. -Aluminio: leve e barato ou

16 Desempenho de Aletas EXEMPLO: Trocador de calor = GÁS / LÍQUIDO Convecção Natural 25 °C75 °C LÍQUIDO GÁS h = 50 – 1000 W/m 2 K h = 2 – 25 W/m 2 K Ex.: Radiador de automóvel

17 Desempenho de Aletas Tamanho de aleta: a 2 Ou então: 98 % da efetividade com m.L = 2,3

18 Eficiências de Aletas q a = Taxa de Transferência de calor pela aleta (Distribuição de T) q max = Taxa de Transferência de calor pela aleta estivesse à temperatura da base Gráficos : onde: Lc = comprimento corrigido Ap= Área corrigida (Ap=Lc.t)

19 Eficiências de Aletas Perfil retangular Perfil parabólico Perfil triangular

20 Eficiências de Aletas PERFIL RETANGULAR

21 Aletas com área da seção reta não Uniforme Pouco utilizada !!!!!

22 Eficiência Global da Superfície 0 Eficiência de um conjunto : Aletas + Base

23 Eficiência Global da Superfície 0 q 1 = Taxa de Transferência de calor pela aleta + Base (Distribuição de T) q max = Taxa de Transferência de calor pela aleta + Base se estivesse à temperatura da base Onde: A TOTAL = N. A ALETA + A BASE

24 Eficiência Global da Superfície 0 Assim, a Taxa de Transferência de Calor total: OU, REARRANJANDO:

25 Eficiência Global da Superfície 0

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27 Eficiência Global:

28 Eficiência Global da Superfície 0

29 Resistência de contato (devido a fatores construtivos): Onde: Deve-se prezar por: Rt,c <<<< Rt,a

30 Eficiência Global da Superfície 0


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