ATPS Transferência de calor

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FACULDADE ANHANGUERA EDUCACIONAL 
ENGENHARIA MECÂNICA 
 
 
 
 
 
ATIVIDADES PRÁTICAS SUPERVISIONADAS 
TRANSFERÊNCIA DE CALOR 
 
 
 
 
 
 
 
 
Anápolis 
2015 
 
 
 
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ALUNOS: 
Amadeu Gomez Pereira - Ra: 5631103563 
Arailton Gabriel dos S. Bastos - Ra: 4211796214 
Edilson A. de Sousa Filho - Ra: 5899076586 
Franciliano C. Lima - Ra: 3226021138 
Lucas Eliathan Faria Ferreira - RA: 3776753495 
Magdiel Ramos Rodrigues - Ra: 5670128594 
Marcos Antônio M. da Costa - Ra: 5222985910 
Thalles Jose da Silva - Ra: 5899076605 
 
 
ATIVIDADES PRÁTICAS SUPERVISIONADAS 
 TRANSFERÊNCIA DE CALOR 
 
Trabalho apresentado a Disciplina de Transferência de Calor. 
Para composição da nota do primeiro bimestre do curso 
de Engenharia Mecânica da Faculdade Anhanguera. 
Prof.º João Bento 
 
 
 
Anápolis 
2015 
 
 
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SUMÁRIO 
 
 
INTRODUÇÃO ......................................................................................................................03 
 
ETAPA 1: ................................................................................................................................04 
Relatório 1: Introdução aos estudos de transferência de calor. 
Passo 1 – Conceitos básicos e mecanismos estudo transferência de calor e as propriedades 
térmicas de matéria de isolantes térmicos. 
Passo 2 – Quadro resumos sobre mecanismos de transferência de calor e isolantes térmicos 
 
ETAPA 2: ................................................................................................................................06 
Relatório 2: Experimentos de mecanismos de transferência de calor. 
Passo 1: Pesquisas sobre experimentos de mecanismos de transferência de calor por : 
condução convecção e radiação 
Passo 2: Realizar e mostras os resultados dos experimentos. 
 
CONCULUSÃO .....................................................................................................................08 
 
BIBLIOGRAFIA ....................................................................................................................09 
 
 
 
 
 
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INTRODUÇÃO 
 
A disciplina de transferência de calor e importante para que possamos entender alguns 
conceitos básicos de como um corpo recebe ou perde calor, sabemos que calor e energia em 
movimento mais devemos entender como ocorre essa troca de calor e quais os mecanismos 
para um corpo trocar calor como outro corpo ou mesmo com o ambiente, vamos também 
fazer experimentos sobre os mecanismos de condução convecção e radiação e verificar tipos 
de materiais isolantes. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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RELATÓRIO 1: INTRODUÇÃO AOS ESTUDOS DE TRANSFERÊNCIA DE CALOR 
 
Transferência de calor e a variação de temperatura em que um corpo esta sujeito quando a 
uma troca de calor entre um corpo e outro ou entre o meio em que ele esta, ou seja e a energia 
em movimento entre um meio e outro. Existem três mecanismos de transferência de calor: 
Condução: que e quando a energia e movimentado de um corpo a outro quando estão em 
contato um com o outro; exemplo: ao pegar em uma panela muito quente ou muito fria ali a 
uma troca de calor por condução ou você perde calor para a panela ou você ganha calor da 
panela. 
Convecção: ocorre apenas em líquidos e gases esse efeito, ao esquentar algum fluido as 
moléculas por serem livres entram em contato com um meio aquecido se movimentam e se 
chocam umas comas outras e trocam calor em um ciclo repetitivo ate que o meio volte a 
temperatura ambiente. 
Radiação: esse e o efeito em que o material emite energia por ondas eletromagnéticas, por 
exemplo, o sol, que emite radiação que e uma forma de propagação de energia que não 
necessita de matéria já que as ondas eletromagnéticas são capazes de se propagar no vácuo. 
Essas três formas de transferência de calor não acontecem isoladas já que ocorrem 
simultaneamente em um meio. 
 
 
 
 
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A taxa de transferência de calor e correspondente a quantidade de calor que foi transferida de 
um corpo para outro podendo ser expressa na seguinte equação: 
(Taxa de transferência de calor) =( 
 
 ) 
Q= 
 
 
 
MATERIAIS ISOLANTES TERMICOS 
Materiais isolantes térmicos são produtos refratários com baixa condutividade térmica e baixo 
calor armazenado e uma porosidade total maior que 45% em volume. Estas duas propriedades 
térmicas são baseadas na alta porosidade e associadas com a baixa densidade destes materiais. 
Isto é também associado com propriedades adversas tais como relativa baixa resistência 
mecânica e susceptibilidade à corrosão devido a fácil infiltração por gases, vapor e fundidos. 
Estes materiais são usados em unidades de processamento térmico pela redução das perdas 
térmicas e, portanto, para aumentar a eficiência energética. 
As vantagens destes materiais isolantes na engenharia de fornos industriais são: 
 Consumo de energia específica otimizada; 
 Aumento da eficiência global de unidades de alta temperatura; 
 Vantagens nas emissões / redução das emissões de dióxido de carbono; 
 Redução da temperatura da parede externa; 
 Redução da massa instalada e redução da espessura da parede; 
 Menor peso total da estrutura do forno (carcaças de aço mais leves, menor requisito 
estático, etc.) 
 Instalação fácil e rápida; 
 Partida rápida do equipamento; 
 Aumento da disponibilidade e, portanto da produtividade do equipamento devido a 
ciclos mais curtos, especialmente no caso de equipamentos intermitentes; 
 Aumento da qualidade do produto graças ao preciso controle de temperatura do forno. 
 
 
 
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RELATÓRIO 2: EXPERIMENTOS DE MECANISMOS DE TRANSFERÊNCIA DE 
CALOR 
CONDUÇÃO 
No experimento demonstrado na Figura a seguir, uma barra metálica é aquecida em uma de 
suas extremidades. Observa-se que a temperatura é diferente em cada ponto da barra. As 
moléculas próximas à chama recebem calor e são violentamente agitadas. Pelo contato com as 
moléculas mais próximas, transferem parte da energia recebida para estas últimas, e assim 
sucessivamente. Observa-se que o calor não é capaz de se propagar instantaneamente ao 
longo de toda a barra metálica. Também e possível notar a diferença de condutividade das 
barras sendo a barra (a) de cobre e a barra (b) de alumínio, sendo o cobre melhor condutor que 
o alumínio note que os grampos colados com para fita caem mais rápido na barra de cobre. 
 
CONVECÇÃO 
No experimento a seguir nos vamos observar como funciona o mecanismos de transferência 
de calor por convecção, vamos fazer a observação desse experimento com dois fluidos 
diferente a agua, e o leite, vamos adicionar uma pequena quantidade de leite no fundo do 
recipiente a fim de que ele não se misture com a agua para poder observar melhor o fenômeno 
da convecção como será ilustrado na figura a seguir: 
 
 
 
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Em seguida vamos esquentar o fundo do recipiente: 
 
Note então que o fundo do recipiente onde se encontra o leita e é aplica a chama, as moléculas do leite 
começam a receber energia em forma de calor que e aplicada no recipiente, estas moléculas então 
começaram a entrar em contato uma com as outras, transmitido energia entre si, como o leite fica mais 
leve que a agua que esta na parte de cima ele tende a subir, e então podemos observar o fenômeno da 
convecção acontecendo no recipiente. 
RADIAÇÃO 
No experimento a seguir veremos um exemplo de radiação que uma forma de transferência de calor 
que estamossujeitos todos os dias quando mesmo em dias nublados estamos sujeitos a radiação solar e 
este mecanismo de transferência de calor pode ser descrito na seguinte ocasião: 
Vamos analisar duas latas do mesmo material, uma pintada de preto e a outra na sua cor original, e 
com um termômetro vamos ver as diferenças de temperatura nelas: 
 
Podemos observar então q a lata preta absorve mais energia sua tempera e maior que na lata sem 
pintura, isso por que a cor preta tem maior grau de absorção de energia que as outras por isso 
podemos notar essa diferença de temperatura entre as latas. 
 
 
 
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CONCLUSÃO 
 
Os mecanismos de transferência de calor aqui estudados estão sempre em sintonia já que não 
ocorrem isoladamente, aprendemos que a transferência de calor por condução ocorre em 
materiais sólidos e quando estão em contato direto com a fonte de calor, já por convecção 
ocorre apenas em fluidos sendo ele provocado pelo movimento das moléculas que transmitem 
energia entre si a fim de equilibrar a temperatura no meio, e por radiação que e a forma de 
calor transmitida por ondas eletromagnéticas, sendo a radiação térmica a responsável pelo 
calor que aquece algum corpo ou fluido. Os materiais isolantes térmicos são aqueles que 
possuem propriedades refratarias maior porosidade e menor condutividade térmica. Os 
experimentos de mecanismos de transferência de calor também nos ajudaram a ter uma noção 
mais ampla sobre o assunto a fim de fixarmos e entender melhor o estudo de Transferência de 
Calor. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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BIBIOGRAFIA 
Mecanismos de transferência de calor : disponível em: 
http://fisica.ufpr.br/grimm/aposmeteo/cap2/cap2-9.html acesso em: 03 de abril de 2015. 
Transferência de calor: disponível em: 
http://wiki.sj.cefetsc.edu.br/wiki/images/e/e8/Apostila_TCL_V3_2010_Parte_1.pdf acesso em 
03 de abril de 2015. 
Materiais isolantes térmicos, disponível em: 
http://www.perfiltermico.com.br/pdc/todos/materiais-isolantes-termicos/ acesso em: 03 de 
abril de 2015. 
Scientia Plena disponível em: http://www.scientiaplena.org.br/sp/article/view/586/240 acesso 
em: 04 de abril de 2015. 
Propagação de calor por convecção: disponível em: 
http://www2.fc.unesp.br/experimentosdefisica/fte06.htm acesso em: 04 de abril de 2015.