INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAO, CINCIA E TECNOLOGIA DE PERNAMBUCO

FORMAS DE TRANSMISSO DE CALOR

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CONVECO

O modo de transferncia de calor por Conveco abrange dois mecanismos: movimento molecular aleatrio (difuso) assim como na conduo. movimento global ou macroscpico do fluido (agrupados de molculas)

QUMICA INDUSTRIAL- PROF. EDIVNIA- IFPE

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CONVECO

Camada limite hidrodinmica: regio no fluido onde a velocidade varia de zero (emy=0) at um valor U associado ao escoamento do fluido. Camada limite trmica: Se as temperaturas do fluido e da superfcie forem diferentes existir uma regio no fluido onde a temperatura varia entre Tsup(y=0) at T , associada regio de escoamento afastada da superfcie. A contribuio do movimento molecular aleatrio (difuso) predomina prximo superfcie onde a velocidade do fluido baixa. A troca de calor se d somente por este mecanismo. A contribuio do movimento global do fluido deve-se ao fato de que a camada limite cresce medida em que o escoamento progride ao longo do eixo X. O calor que conduzido para o interior desta camada arrastado na direo do escoamento, sendo transferido para o fluido em movimento no exterior da camada limite.TRANSMISSO DE CALOR - PROF. EDIVNIA- IFPE3

CONVECO

Podemos classificar a transferncia de calor por conveco FORADA, quando utilizamos equipamentos para aumentar a velocidade do fluido e conveco NATURAL quando esta ocorre naturalmente. A equao da taxa de transferncia de calor por conveco conhecida como a Lei de Newton do Resfriamento:

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EXEMPLO

Calcule a taxa de transferncia de calor por conveco natural entre uma seo de rea de 20x20m do telhado de um barraco e o ar ambiente, se a superfcie do telhado for 27 C, e a temperatura do ar -3 C e o coeficiente mdio de transferncia de calor por conveco 10W/m2K

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TRANSFERNCIA DE CALOR POR RADIAO

A radiao trmica a energia emitida por toda a matria que se encontra a uma temperatura no nula, atribuda s mudanas na configurao eletrnica dos tomos ou molculas que constituem a matria. A energia transportada por meio de ondas eletromagnticas (ftons). A radiao no necessita da presena de um meio material. Poder emissivo , E, da superfcie: a taxa pela qual a energia liberada por unidade de rea (W/m2). Existe um limite superior para o poder emissivo previsto pela lei de StefanBoltzmann:

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RADIAO

Uma superfcie que emite e absorve o limite mximo de radiao possvel chamada de radiador ideal ou CORPO NEGRO. O fluxo de calor emitido por um corpo real menor que o emitido por um corpo negro mesma temperatura:

onde uma propriedade radiante da superfcie denominada Emissividade, que depende fortemente do material e acabamento da superfcie. A radiao tambm pode incidir sobre a superfcie a partir de sua vizinhana. Independente da fonte, a taxa em que todas as radiaes incidem sobre uma rea unitria da superfcie designada por Irradiao, G.TRANSMISSO DE CALOR - PROF. EDIVNIA- IFPE7

RADIAO

Um radiador perfeito emite energia irradiada de sua superfcie a uma taxa qr fornecida por:

qr= A1T14

Onde T1 a temperatura na superfcie em Kelvin A1 a rea da superfcie em m2 E a constante de Stefan-Boltzmann

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RADIAO

Se o corpo negro irradiar para um envoltrio fechado que tambm negro, a taxa lquida de transferncia de calor irradiado fornecido por:

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Os corpos reais emitem radiao a uma taxa mais baixa, podendo ser chamados de corpos cinzentos. A taxa de transferncia de calor entre um corpo cinzento a temperatura T1 e um envoltrio negro fechado temperatura T2 : Onde 1 a emitncia da superfcie cinzenta

COEFICIENTE DE TRANSFERNCIA DE CALOR POR RADIAO A condutncia de radiao trmica unitria ou coeficiente de de transferncia de calor por radiao, hr, dado por:

EXEMPLO

Uma haste cilndrica longa, aquecida eletricamente, com 2cm de dimetro, instalada em um forno vcuo. A superfcie da haste tem uma emissividade de 0,9 e mantida a 1000K, enquanto as paredes internas do forno so negras e esto a 800K. Calcule a taxa lquida com que o calor retirado da haste por comprimento unitrio e o coeficiente de transferncia de calor por radiao.