PROFº DIÓGENES GANGHIS Condução de Calor CEFET_BA PROFº DIÓGENES GANGHIS

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

Condução 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. Fonte: www.terra.com.br/fisicanet

Condução Calor Condução de calor ao longo de uma barra. Condução de calor ao longo de gás confinado. T1 > T2 A transmissão de calor ocorre, partícula a partícula, somente através da agitação molecular e dos choques entre as moléculas do meio.

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 10-1 W/(m ºC) k (ar a 300K) = 2,6 x 10-2 W/(m ºC)

Condutividade Térmica de diversas substâncias

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) cp (gelo a 0ºC) = 2040 J/(kg ºC)

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

Resistência térmica Condução Convecção

Mecanismos Combinados de transferência de calor

Mecanismos Combinados de transferência de calor

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 Kamianto = 0,166 W/m.ºC Kcobre = 0,372 W/m.ºC kfibra vidro = 0,048 W/m.ºC kmanta de vidro = 8,6*10-5 W/m.ºC ktijolos refratários = 1.116*10-3 W/m.ºC ktijolos de caulim = 225*10-3 W/m.ºC kargamassa = 1.285*10-6 W/m.ºC Q = - k*A*T/L; Q = - T/Rtotal; Ri= Li/A*ki K – Condutividade Térmica Q = Fluxo de calor T – Temperatura R – Resistência A – Área L – Espessura

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 K1-2 = 0,1 W/m.ºC, calcule a condutividade térmica do material de 5 cm de espessura por K2-3. Considere a área da parede igual a 1,5m².

Exercício 5 Calcule o calor transferido por unidade de área através da parede composta esquematizada abaixo. Considere o fluxo de calor unidimensional. kA = 175 W/m.ºC kB = 35 W/m.ºC kC = 60 W/m.ºC kD = 80 W/m.ºC AB = AC