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1 Condução de Calor CEFET_BA PROFº DIÓGENES GANGHIS.

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1 1 Condução de Calor CEFET_BA PROFº DIÓGENES GANGHIS

2 2 Processos de Transferência de Calor Condução Convecção Radiação térmica Condução ConvecçãoRadiação térmica

3 3 Condução Fonte: Transferência de energia de partículas mais energéticas para partículas menos energéticas por contato direto. Necessita obrigatoriamente de meio material para se propagar. Característico de meios estacionários.

4 4 Condução A transmissão de calor ocorre, partícula a partícula, somente através da agitação molecular e dos choques entre as moléculas do meio. Calor Condução de calor ao longo de uma barra. Condução de calor ao longo de gás confinado. T 1 > T 2

5 5 Fluxo de Calor na Condução Lei de Fourier: k é a condutividade térmica [W/(m ºC)] k (Fe a 300K) = 80,2 W/(m ºC) k (água a 300K) = 5,9 x W/(m ºC) k (ar a 300K) = 2,6 x W/(m ºC)

6 6 Condutividade Térmica de diversas substâncias

7 7 Condução - Aplicações e conseqüências Conforto térmico corporal; Seleção de materiais para empregos específicos na indústria (condutores e isolantes). Por que os iglus são feitos de gelo? k (gelo a 0ºC) = 1,88 W/(m ºC) c p (gelo a 0ºC) = 2040 J/(kg ºC)

8 8 Processos de Transferência de Calor Trocador de Calor Os diferentes mecanismos de troca térmica ocorrem simultaneamente nas mais diversas situações.

9 9 Resistência térmica Condução Convecção

10 10 Mecanismos Combinados de transferência de calor

11 11 Mecanismos Combinados de transferência de calor

12 12 Exercício 3 Uma parede composta é formada por uma placa de cobre de 2,5 cm, uma camada de amianto de 3,2mm e uma camada de fibra de vidro de 5 cm. A parede é submetida a uma diferença de temperatura de 560ºC. Calcule o fluxo de calor por unidade de área através da estrutura composta Dados Gerais K amianto = 0,166 W/m.ºC K cobre = 0,372 W/m.ºC k fibra vidro = 0,048 W/m.ºC k manta de vidro = 8,6*10 -5 W/m.ºC k tijolos refratários = 1.116*10 -3 W/m.ºC k tijolos de caulim = 225*10 -3 W/m.ºC k argamassa = 1.285*10 -6 W/m.ºC Q = - k*A* T/L; Q = - T/R total ; R i = L i /A*k i K – Condutividade Térmica Q = Fluxo de calor T – Temperatura R – Resistência A – Área L – Espessura

13 13 Exercício 4 Dois materiais estão em perfeito contato térmico. As distribuições de temperaturas no estado estacionário são indicadas na figura ao lado. Se a condutividade térmica do material de 3 cm de espessura é K 1-2 = 0,1 W/m.ºC, calcule a condutividade térmica do material de 5 cm de espessura por K 2-3. Considere a área da parede igual a 1,5m².

14 14 Exercício 5 Calcule o calor transferido por unidade de área através da parede composta esquematizada abaixo. Considere o fluxo de calor unidimensional. k A = 175 W/m.ºC k B = 35 W/m.ºC k C = 60 W/m.ºC k D = 80 W/m.ºC A B = A C


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