Cap 2 - Introducao a Condução novo

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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
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�
���
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