Conteúdo programático de transmissão de calor I v 1

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UMC – Universidade Mogi das Cruzes – Villa Lobos – SP 
Conteúdo programático de 
TRANSMISSÃO DE CALOR I 
2° sem/ 2014 
 
PLANO DE ENSINO 
0) Revisão 
 
Equação de balanço (outros problemas aplicando a 1ª lei da termodinâmica). 
 
1) Modos de trocar calor: 
 
• Condução (Lei de Fourier, equação da difusão de calor). 
 
• Convecção (Lei do resfriamento de Newton). 
 
• Radiação (Lei de Stefan-Boltzmann). 
 
2) Além de: 
 
• Resistência de contato. 
 
• Raio crítico. 
 
• Superfícies estendidas – Aletas. 
 
• Parâmetros como número de Nusselt, Prandtl e Rayleigh. 
 
• Regime Transiente (Biot e Fourier). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
INTRODUÇÃO A TRANSMISSÃO DE CALOR 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
2. MODOS DE TROCA DE CALOR 
2.1. CONDUÇÃO 
2.1.1. Exercícios básicos de condução 
2.1.2 Equação da condução de calor (ou equação da difusão de calor) 
2.1.2.1 Exercícios 
2.2. CONVECÇÃO 
2.2.1 Regimes de escoamento 
2.2.1.1 Regime laminar 
2.2.1.2 Regime turbulento 
2.2.1.3 Camada limite 
2.2.2 Escoamento em regime permanente 
2.2.3 Exercícios 
2.3. RADIAÇÃO 
2.3.1 Exercícios 
 
3. ANALOGIAS ELÉTRICAS 
3.1 RESISTÊNCIA TÉRMICA 
3.1.1 Raio crítico de isolamento 
3.1.1.1 Exercícios 
3.1.2 Analogia elétrica 
3.2 EXERCÍCIOS 
 
4. SUPERFÍCIES ESTENDIDAS – ALETAS 
4.1 INTRODUÇÃO 
4.2 ESTUDO DE UMA ALETA LONGITUDINAL 
4.2.1 Hipóteses e definições adotadas para uma aleta longitudinal 
4.2.2 Fluxo de calor transferido por uma aleta longitudinal 
4.2.3 Aleta ideal 
4.2.4 Rendimento da aleta 
4.2.5 Resistência térmica de uma superfície aletada 
4.3 ALETA TRANSVERSAL CIRCULAR 
4.3.1 Aleta longitudinal equivalente 
4.3.2 Rendimento da aleta transversal 
4.3.3 Resistência térmica da superfície com aletas transversais 
4.4 UTILIZAÇÃO EFICIENTE DE TUBOS ALETADOS 
4.4.1 Resultados experimentais com aletas 
4.4.2 Regras práticas para uma boa eficiência 
4.5 GUIA PRÁTICO PARA RESOLUÇÃO DE EXERCÍCIOS 
4.6 EXERCÍCIOS 
 
5. DETERMINAÇÃO EXPERIMENTAL DO COEFICIENTE DE CONVECÇÃO 
5.1. INTRODUÇÃO 
5.2 TEOREMA π 
5.3 FÓRMULAS EXPERIMENTAIS PARA O CÁLCULO DO COEFICIENTE DE 
CONVECÇÃO 
5.3.1 Aquecimento ou resfriamento de fluidos em tubos longos e regime turbulento 
5.3.2 Aquecimento e resfriamento de líquidos em regime laminar 
5.3.3 Escoamento de metais líquidos, dentro de tubos em regime turbulento 
5.3.4 Aquecimento ou resfriamento de uma superfície esférica 
5.3.5 Escoamento turbulento sobre uma superfície plana 
5.3.6 Escoamento de um fluido perpendicular a um tubo 
5.4 REVISÃO SOBRE CONVECÇÃO 
5.5 DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE DE TRANSFERÊNCIA DE CALOR 
QUANDO ESCOAMENTO EM CONVECÇÃO NATURAL 
5.6 EXERCÍCIOS SOBRE COEFICIENTE DE CONVECÇÃO