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

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 Tw Dz

Condução de Calor em Aletas q = h . A ( Ts – T) q  h e T vfluido   h (ventiladores /bombas) T  Impraticável (talvez) Então:  Área com k 

Condução de Calor em Aletas

Condução de Calor em Aletas

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

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

Análise Geral de Condução de Calor em Aletas

Análise Geral de Condução de Calor em Aletas

Exemplo 3.8 Dados: kCOBRE = 398 W/mK kALUMÍNIO = 180 W/mK kINOX = 14 W/mK Distribuição da Temperatura: Comprimento infinito da aleta: L  (L)=0  T(L)=T Onde:

Exemplo 3.8 Onde:

Exemplo 3.8 qa_COBRE = 8,3 W qa_ALUM = 5,6 W qa_INOX = 1,6 W Comprimento infinito da aleta: L  (L)=0  T(L)=T Pode-se acatar quando L :

Exemplo 3.8 LCOBRE=190 mm LINOX=40mm LALUM=130mm

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

Desempenho de Aletas EXEMPLO: Trocador de calor = GÁS / LÍQUIDO Convecção Natural 25 °C 75 °C LÍQUIDO GÁS h = 50 – 1000 W/m2K h = 2 – 25 Ex.: Radiador de automóvel

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

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)

Eficiências de Aletas Perfil parabólico Perfil retangular Perfil triangular

Eficiências de Aletas PERFIL RETANGULAR

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

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

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: ATOTAL = N . AALETA + ABASE

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

Eficiência Global da Superfície 0

Eficiência Global da Superfície 0

Eficiência Global da Superfície 0

Eficiência Global da Superfície 0

Eficiência Global da Superfície 0 Resistência de contato (devido a fatores construtivos): Onde: Deve-se prezar por: Rt,c <<<< Rt,a

Eficiência Global da Superfície 0