Fenômenos de Transporte

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INTRODUÇÃO: 
O presente artigo visa fazer uma revisão bibliográfica e citar exemplos do fenômeno da Ebulição convectiva. O mesmo foi elaborado como um trabalho da disciplina de Fenômenos de Transporte e foi orientado pelo professor Evandro Fockin.
O termo ebulição remete ao fenômeno físico da vaporização que envolve todo o líquido e acontece a uma determinada temperatura (a pressão tem influência sobre a temperatura de ebulição). É a vaporização em regime turbulento devido à formação de bolhas que sobem à superfície. É um processo forçado, mais rápido que a evaporação. Como exemplo, a água entra em ebulição aos 100ºC (na pressão de 1 atm).
Já o termo convecção, diz respeito a uma forma de transferência de calor, quando certa massa de um fluido é aquecida suas moléculas passam a mover-se mais rapidamente, afastando-se, em média, uma das outras. Como o volume ocupado por esse fluido aumenta, o mesmo torna-se menos denso. A tendência do fluido menos denso no interior do fluido como um todo é sofrer um movimento de ascensão ocupando o lugar das massas do fluido que estão a uma temperatura inferior. A parte mais fria do fluido (mais densa) move-se para baixo tomando o lugar que antes era ocupado pela parte do fluido anteriormente aquecido. Esse processo se repete inúmeras vezes enquanto o aquecimento é mantido dando origem às chamadas correntes de convecção. São as correntes de convecção que mantêm o fluido em circulação.
 fig.1 – Ebulição
Na imagem acima, podemos ver as moléculas aquecidas se moverem e trocarem de lugar com as moléculas mais frias. 
A partir do apresentado acima, podemos definir então, ebulição convectiva como a transferência de calor por convecção em escoamentos internos nos quais há a mudança da fase líquida para a fase gasosa.
As condições dependem fortemente da geometria: 
Escoamentos externos sobre placas ou cilindros aquecidos;
Escoamento interno (em dutos). Comumente denominado escoamento bifásico, caracterizado por mudanças rápidas do estado líquido para vapor no sentido do escoamento.
Também podemos separar a ebulição convectiva quanto ao modo da convecção. Ou seja, como e porque ocorre tal fenômeno:
CONVECÇÃO NATURAL, a temperatura da superfície sólida deve estar um pouco acima da temperatura de saturação para garantir a formação de bolhas. À medida que o excesso de temperatura é aumentado, o início da formação de bolhas acabará acontecendo, mas abaixo do ponto A, na curva, o movimento do fluido é determinado pelos efeitos da convecção livre.
CONVECÇÃO FORÇADA, na ebulição com convecção forçada, além do movimento causado pelo surgimento de bolhas na superfície aquecida, o escoamento é devido a uma movimentação dirigida (ou global) do fluido proporcionada por um agente (uma bomba, p. ex.).