2ª Aula Térmica - Condução

8/17/2019 2ª Aula Térmica - Condução

1/18

slide 1

UNIVERSIDADE DE SOROCABA

CURSO: Engenharias

“Fenômenos de

Transporte ”

Professor: M.Sc. Danilo de Jesus Oliveira


2/18

Professor: M.Sc. Danilo de Jesus OliveiraUNISO - 2º semestre de 2011

Transferência deCalor porCondução


3/18

Transferência de Calor

Energia em trânsito devido a uma diferença detemperatura. Sempre que existir uma diferença detemperatura em um meio ou entre meios ocorrerátransferência de calor.



4/18


5/18

Condução

Transferência de calor num sólido ou fluido estático(gás ou líquido) devida ao movimento aleatório de suaspartículas constituintes.É o processo de transmissão em que o calor passa departícula para partícula para que haja transporte dematéria de uma região para outra



6/18

Condução

Quando existe um gradiente de temperatura em ummeio estacionário, que pode ser um sólido ou um fluidoem repouso, usamos o termo condução para nosreferirmos à transferência de calor que ocorreráatravés do meio.A condução pode ser vista como a transferência deenergia das partículas mais energéticas para as menosenergéticas de uma substância devido às interaçõesentre partículas.



7/18


8/18


9/18

Fluxo de Calor

A visão moderna associa a transferência de energiaa ondas na estrutura de retículos induzidas pelomovimento atômico.Em um não condutor elétrico, a transferência deenergia ocorre exclusivamente através dessas ondas.Em um condutor, a transferência também ocorre emfunção do movimento de translação dos elétronslivres.



10/18

Equações de taxa

Para a condução térmica, a equação da taxa éconhecida como lei de Fourier


dx

dT k q x

´́


11/18

Equações de taxa

Nas condições de estado estacionário, com adistribuição de temperaturas linear, o gradiente detemperatura pode ser representado como:

Portanto o fluxo Térmico


LT T

dxdT 12


12/18

Equações de taxa

Note que a equação fornece um fluxo térmico, istoé, taxa de transferência de calor por unidade de área.

A taxa de transferência de calor por condução (W),

através de uma parede plana com área A, é:


Aqq x x .´́


13/18

Equações de taxa


L

T A

k q x

..


14/18

Lei de Fourier

Não é uma expressão que possa ser derivada apartir de princípios fundamentais; ao contrário, ela éuma generalização baseada em evidênciasexperimentais.Define uma importante propriedade dos materiais, acondutividade térmica.É uma expressão vetorial, indicando o fluxo nosentido da diminuição das temperaturas.Se aplica a toda a matéria, independente do seuestado físico.



15/18

Condutividade Térmica

É a medida da capacidade do material conduzircalor.Um alto valor de condutividade indica que o materialé bom condutor de calor, enquanto um valor baixo

indica que o material é um mau condutor de calor ouum isolante.Na análise da transferência de calor, um material égeralmente considerado isotrópico, isto é, compropriedades uniformes em todas as direções.



16/18

Valores de CondutividadeTérmica (k)


Material Condutividade térmicaem (W /ºC.m)

Alumínio 237Cobre 398Prata 426

Ar 0,026

Tungstênio 178Madeira 0,11 - 0,14


17/18

Sistemas de Unidades

Unidades fundamentais:

Unidades derivadas:



18/18

Sistemas de Unidades

As unidades usuais de energia Btu e Kcal sãobaseadas em fenômenos térmicos, e definidas como :Btu – energia requerida na forma de calor para

elevar a temperatura de 1lb de água de 67ºF a 68,5ºFKcal – energia requerida na forma de calor paraelevar a temperatura de 1kg de água de 14ºC a 15ºC

1 J= 947.8 10 -6 BTU = 238,8 10 -6 Kcal


Documents

2ª Aula Térmica - Condução