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Prof. Me. Eng. Emerson Paulino dos Reis emerson.paulino@yahoo.com.br Fluxo de Calor Taxa de Calor A lei de Fourier é fenomenológica, isto é, ela foi desenvolvida a partir de fenômenos observados ao invés de ter sido derivada a partir de princípios fundamentais. A lei de Fourier implica que o fluxo térmico é uma grandeza direcional. Em particular, a dimensão de q”x é normal à área da seção transversal A. Ou, de uma forma mais geral, a direção do escoamento de calor será sempre normal a uma superfície de temperatura constante, chamada de superfície isotérmica. � Equação da Taxa da Condução Fluxo de Calor Taxa de Calor A lei de Fourier é fenomenológica, isto é, ela foi desenvolvida a partir de fenômenos observados ao invés de ter sido derivada a partir de princípios fundamentais. A lei de Fourier implica que o fluxo térmico é uma grandeza direcional. Em particular, a dimensão de q”x é normal à área da seção transversal A. Ou, de uma forma mais geral, a direção do escoamento de calor será sempre normal a uma superfície de temperatura constante, chamada de superfície isotérmica. � Equação da Taxa da Condução �Fluxo Vetorial Está implícito que o meio através do qual a condução ocorre é isotrópico. �Propriedades Relevantes As Propriedades Termofísicas possuem duas categorias distintas: - Transporte ( k=condutividade térmica, ν = viscosidade) - Termodinâmica (ρ=densidade, Cp=Calor específico) – Estado de Equilíbrio ρ =kg/m³ // Cp = KJ/(KgK) // ρCp = KJ/(m³K) ρCp comumente chamado de capacidade calorifica volumétrica, mede a capacidade de um material de armazenar energia térmica. ρCp> 1MJ(m³K) Meios bons para o armazenamento de energia ρCp ≈ 1 KJ(m³K) Em função das baixas densidades, os gases são muito pouco adequado para o armazenamento de energia térmica. �Propriedades Relevantes � Difusividade Térmica � � � ��� Mede a capacidade do material de conduzir energia térmica em relação à sua capacidade armazená-la. Materiais com elevados α responderão rapidamente a mudanças nas condições térmicas a eles impostas, enquanto materiais com reduzidos α responderão mais lentamente, levando mais tempo para atingir uma nova condição de equilíbrio. [m²/s] � Equação da Difusão de Calor Equação de Fourier-Bitot � Equação da Difusão de Calor Coordenadas Cilíndricas � Equação da Difusão de Calor Coordenadas Esféricas Sistema Unidimensional Exercício 1 – Condições de Contorno Exercício 2 – Condições de Contorno Exercício 2 – Condições de Contorno Esquema Condição de Contorno Exercício 3 – Condições de Contorno Exercício 3 – Condições de Contorno Esquema Condições de Contorno - Cilindrica Exercício 4 - Condições de Contorno - Cilíndrica
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