5.0 Condução transiente

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5.0 Condução Transiente
Introdução
5.1 O método da Capacitância Global
5.2 Validade do método da Capacitância Global
5.4 Efeitos Espaciais
5.5 Parede Plana com convecção
5.5.3 Transferência Total de Energia
5.5.4 Considerações Adicionais
5.6 – Sistemas Radias Com Convecção
5.6.1 – Soluções Exatas para sistemas radiais 
5.6.2 Soluções Aproximadas para sistemas radiais
5.6.3Transferência Total de Energia
5.6.4 Considerações Adicionais
5.7 O Sólido Semi-Infinito
Sugestão de exercícios
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No regime transiente as condições variam com o tempo:
Temperatura na superfície de um sólido é alterada, a temperatura no interior começa a variar
Passa-se algum tempo antes que seja atingida a distribuição de temperatura estacionária
O comportamento dependente do tempo e da posição e ocorre em muitos processos industriais de aquecimento e resfriamento
Energia é transferida por convecção e radiação na superfície e condução no interior do sistema
Introdução
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Se pode solucionar este problema através de duas análises:
Variação de temperatura no interior do sólido é desprezível (variação com a posição), só variação com o tempo (método da capacitância global)
Variação da temperatura com a posição e o tempo.
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5.1 O Método da Capacitância Global
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Integrando a partir da condição inicial t=0 e T(0)=Ti
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A equação 5.6 com o “t” isolado serve para determinar o tempo necessário para um corpo atingir uma dada temperatura T.
Já a equação acima possibilita determinar a temperatura T de um sólido em algum tempo t.
Diferença de temperaturas do sólido e do fluido deve diminuir exponencialmente para zero a medida que se aproxima do infinito.
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Qualquer aumento de Rt ou Ct causará uma resposta mais lenta do sólido a mudança no seu ambiente térmico. 
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5.2 Validade do Método da Capacitância Global
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A equação 5.12 fornece uma medida da queda de temperatura no sólido em relação a diferença de temperatura entre a sup. e o fluido
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Distribuições de temperaturas transientes para diferentes números de Biot em uma parede plana resfriada simetricamente por convecção.
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Devido a simplicidade do método de capacitância global para resolver problemas transientes de aquecimento e resfriamento este é preferido.
Ao se confrontar com tal tipo de problema, a primeira providência a ser tomada é calcular o número de Biot.
Se a seguinte condição for satisfeita 	
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Volume do sólido
Área da superfície
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Eq.5.6
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Estudar exemplo 5.1
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5.4 Efeitos Espaciais
Gradientes de temperatura no interior do sólido não são desprezíveis
Determinação da distribuição de temperatura no interior do sólido como uma função do tempo e da posição T(x,y,z, t)  T(x,t)
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Parede plana com superfície simétrica somente uma coordenada espacial é necessária (considera-se que a área da superfície e muito maior que a espessura) 
Considerando k constante e sem geração interna de energia. 
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Dependência da temperatura na fronteira
t=0
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Adimensionalização das equações que descrevem o processo para facilitar a análise do problema.
Agrupamento das variáveis em grupos apropriados
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(5.22) (5.23) (5.24)
(5.18)
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(5.19)
(5.20)
(5.21)