Transmissão de Calor
Resumo da Aula #1 : Condução e Convecção
Por : Andre Barreto
Introdução
O que é Transmissão de Calor?
Transmissão de calor ( ou calor ) é a energia em transito devido à diferença de
temperatura.
Quais são os mecanismos de transmissão de calor ?
-
Condução
Convecção
Radiação
Condução
Condução é a transferência de energia de partículas mais energizadas
para menos partículas menos energizadas devido à interação entre estas
partículas.
Um exemplo simples de condução de calor é colocar uma colher de metal
em um copo com café quente. Se apos alguns instantes você segurar a mesma,
verificará que a colher estará quente.
A Condução é descrita matematicamente pela Lei de Fourier que diz :
O fluxo de calor (q”) é proporcional diretamente proporcional gradiente de
temperatura.
Para o caso de condução unidimensional em uma parede plana podemos
equacionar :
q”= - k dT
dx
Para regime permanente, onde a distribuição de temperatura é linear :
q”= k ÄT
L
Onde ÄT é a diferença de temperatura entre as faces e L é a espessura.
É importante observar que o fluxo é a taxa de transferência de calor por
unidade de Área. Para obtermos a taxa de transferência de calor por condução,
temos :
q = q” * A
Convecção
É o mecanismo de troca de calor que envolve contato térmico entre um
fluido em movimento e uma superfície.
Um exemplo simples de convecção é o ato de assoprar a comida quente
antes de come-la. Ao escoar sobre a mesma, o ar a resfria.
Podemos classificar a convecção em dois tipos :
-
Forcada, onde o movimento do fluido é criado artificialmente (bombas,
ventiladores, etc.)
Natural, onde o escoamento é unicamente devido às forças de empuxo
resultantes da diferença de temperatura entre as partes do fluido.
Em ambos os casos, o fenômeno da condução é descrito pela lei de
resfriamento de Newton:
Q = h As(Ts-Tinf)
Onde :
-
h é o coeficiente de troca de calor
As é a Área superficial, ou de contato, entre a peça e o ambiente (fluido).
Ts é a temperatura superficial da peça
Tinf é a temperatura do meio ambiente.
PERGUNTAS :
1) Quais são os fatores que influenciam nas constantes k e h?
2) Cite um exemplo que podemos usar a hipótese de condução pura, outro
de convecção pura e um onde podemos identificar claramente ambos
mecanismos.