ENG309 – Fenômenos de Transporte III

Apresentação em tema: "ENG309 – Fenômenos de Transporte III"— Transcrição da apresentação:

1 ENG309 – Fenômenos de Transporte III
UFBA – Universidade Federal da Bahia ENG309 – Fenômenos de Transporte III Prof. Dr. Marcelo José Pirani Departamento de Engenharia Mecânica

2 CAPÍTULO 2 – INTRODUÇÃO A CONDUÇÃO DE CALOR
2.2. Equação da Difusão de Calor Coordenadas Cartesianas (2.13) Reescrever a equação da difusão de calor considerando: - Condutividade térmica constante; - Regime estacionário; - Ausência de geração de calor; - Condutividade térmica constante, regime estacionário, sem geração de calor; - Condutividade térmica constante, regime estacionário sem geração de calor, unidimensional.

3 CAPÍTULO 2 – INTRODUÇÃO A CONDUÇÃO DE CALOR
Coordenadas Cartesianas Para condutividade térmica constante: (2.14) ou ainda (2.15) onde é a difusividade térmica

4 CAPÍTULO 2 – INTRODUÇÃO A CONDUÇÃO DE CALOR
Coordenadas Cartesianas Para regime estacionário (2.16) Sem geração de calor: (2.17)

5 CAPÍTULO 2 – INTRODUÇÃO A CONDUÇÃO DE CALOR
Coordenadas Cartesianas Para condutividade térmica constante, regime estacionário, sem geração de calor: (2.18) Para condutividade térmica constante, regime estacionário sem geração de calor, unidimensional: (2.19)

6 CAPÍTULO 2 – INTRODUÇÃO A CONDUÇÃO DE CALOR
Coordenadas Cilíndricas (2.20)

7 CAPÍTULO 2 – INTRODUÇÃO A CONDUÇÃO DE CALOR
Coordenadas Cilíndricas (2.21) onde (2.22)

8 CAPÍTULO 2 – INTRODUÇÃO A CONDUÇÃO DE CALOR
Coordenadas Esféricas (2.23)

9 CAPÍTULO 2 – INTRODUÇÃO A CONDUÇÃO DE CALOR
Coordenadas Esféricas (2.24) onde (2.25)

10 CAPÍTULO 2 – INTRODUÇÃO A CONDUÇÃO DE CALOR
2.3. Condições Iniciais e de Contorno ● Condição Inicial Especifica a distribuição de temperatura na origem do tempo (t = 0) ● Condições de Contorno Especificam as condições térmicas nas fronteiras do sistema. São três tipos: - Temperatura conhecida - Fluxo de calor conhecido - Convecção na superfície

11 CAPÍTULO 2 – INTRODUÇÃO A CONDUÇÃO DE CALOR
2.3. Condições Iniciais e de Contorno ● Temperatura conhecida (Condição de contorno de Dirichlet ou de 1ª espécie) ● ● x L

12 CAPÍTULO 2 – INTRODUÇÃO A CONDUÇÃO DE CALOR
2.3. Condições Iniciais e de Contorno ● Fluxo de calor conhecido (Condição de contorno de Newmann ou de 2ª espécie) - Para superfície isolada termicamente, tem-se: x L

13 CAPÍTULO 2 – INTRODUÇÃO A CONDUÇÃO DE CALOR
2.3. Condições Iniciais e de Contorno ● Convecção na superfície (Condição de contorno de 3ª espécie) Escoam. Fluido T1, h1 Escoam. Fluido T2, h2 Convecção Condução Condução Convecção

14 CAPÍTULO 3 – CONDUÇÃO UNIDIMENSIONAL DE CALOR EM REGIME ESTACIONÁRIO
3.1. Parede plana, sem geração de calor, em regime estacionário, com  constante. ● ● Condições de contorno x L

15 CAPÍTULO 3 – CONDUÇÃO UNIDIMENSIONAL DE CALOR EM REGIME ESTACIONÁRIO
3.1. Parede plana, sem geração de calor, em regime estacionário, com  constante. Integrando a 1a vez Integrando a 2a vez

16 CAPÍTULO 3 – CONDUÇÃO UNIDIMENSIONAL DE CALOR EM REGIME ESTACIONÁRIO
3.1. Parede plana, sem geração de calor, em regime estacionário, com  constante. Aplicando as condições de contorno Logo

17 CAPÍTULO 3 – CONDUÇÃO UNIDIMENSIONAL DE CALOR EM REGIME ESTACIONÁRIO
3.1. Parede plana, sem geração de calor, em regime estacionário, com  constante. Aplicando a distribuição de temperatura encontrada na Lei de Fourier, resulta: ou

18 CAPÍTULO 3 – CONDUÇÃO UNIDIMENSIONAL DE CALOR EM REGIME ESTACIONÁRIO
Exercício: Seja considerada a parede de um ambiente condicionado com 0,20m de espessura. Admitindo-se que as temperaturas nas superfícies externa e interna são respectivamente 36oC e 20oC determine: (a) A equação da distribuição de temperatura (b) O fluxo de calor através da parede (c) A temperatura no centro da parede. Considerar k=0,72W/mK