Aula 6

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Disciplina	de	Transferência	de	Calor	B	
Professora:	Keliani	Bordin	
kelianibordin@gmail.com	
2017	
	
Pontifícia	Universidade	Católica	do	Paraná	
Escola	Politécnica	
Engenharia	Química	e	Engenharia	de	Alimentos	
"O	 Profissional	 exigido	 hoje	 pelo	mercado	 tem	 outras	 características	 além	 das	
habilidades	 do	 aprender	 fazer.	 Ele	 tem	 que	 ser	 capaz	 de	 adaptar-se,	 de	 forma	
constante,	 às	 mudanças	 do	 modo	 de	 produção	 que	 é	 determinado	 pelas	
exigências	 do	 mercado.	 Não	 basta	 apenas	 aprender	 a	 fazer,	 é	 necessário	
compreender”	(Vieira,	2000).		
	
VIEIRA,	 R.	 P.	 et	 al.	 “Era	 da	 Globalização”	 e	 o	 Novo	 paradigma	
Educacional.	 In:	 2o	 ENCONTRO	 NACIONAL	 DE	 EMPREENDEDORISMO,	
2000,	Florianópolis.	Anais	do	2o	ENEMPRE.	Florianópolis:	UFSC,	2000.	
Relembrando...	
Soluções	 unidimensionais	 em	 regime	 estacionário	 para	 equação	
de	calor	sem	geração	de	energia*		
	
*	Revisão	
**	 condução	 unidimensional	 em	 regime	 estacionário,	 em	 uma	 parede	 plana,	 sem	 geração	 de	 calor	 e	
condutividade		térmica	constante,	a	temperatura	varia	linearmente	com	x	
Condução	com	geração	de	energia	térmica	–	Parede	Plana	
	
Condições	de	contorno	
	
Com	 geração,	
o	 fl u x o	 d e	
calor	 não	 é	
m a i s	
independente	
de	x	
	
Condução	com	geração	de	energia	térmica	–	Parede	Plana	
	
C o n d i ç õ e s	 d e	
c o n t o r n o	
assimétricas	
	
C o n d i ç õ e s	 d e	
c o n t o r n o	
simétricas	
	
S u p e r f í c i e	
a d i a b á t i c a	 n o	
plano	central	
	
Transferência	de	calor	em	superfícies	estendidas	
	
Transferência	de	calor	em	superfícies	estendidas:	Aletas	
Superfícies	estendidas	à	superfície	primária-	chamadas	aletas.		
Onde	são	utilizadas?	Por	que	utilizar	aletas?	
Essas	aletas	são	 fabricadas	com	materiais	bons	condutores	de	calor	 (cobre	e	alumínio,	
etc).	
	
	
	
	
	
	
	
	
Transferência	de	calor	em	superfícies	estendidas	
Exemplos	de	aplicação	de	aletas:	
	
-  Dispositivos	 para	 resfriar	 o	
c a b e ç o t e 	 d e	 m o t o r e s 	 e	
compressores;	
-  Resfriamento	 de	 transformadores	
elétricos;	
-  Trocadores	 de	 calor	 em	 geral	
(sistemas	 de	 refrigeração,	 ar	
condicionado,	etc).	
Análise	geral	da	transferência	de	calor	em	superfícies	expandidas	
Na	prática,	a	aleta	é	delgada	e	as	
variações	 de	 temperatura	 na	
direção	 longitudinal	 são	 muito	
maiores	do	que	aquela	na	direção	
transversal.	 Assim	 podemos	
c o n s i d e r a r 	 c o n d u ç ã o	
unidimensional	na	direção	x.	
Análise	geral	da	transferência	de	calor	em	superfícies	expandidas	
Análise	geral	da	transferência	de	calor	em	superfícies	expandidas	
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Onde:	Atr	=	área	da	seção	transveral	
F o rma	 ge r a l	 d a	
equação	 da	 energia	
p a r a	 s u p e r f í c i e	
estendida	
	
Tipos	de	aletas	
Onde:	
P	=	perímetro	da	aleta	(m)	
m	=	coeficiente	da	aleta	(m-1)	
	
	
Tipos	de	aletas	
Tipos	de	aletas	
Tipos	de	aletas	
Tipos	de	aletas	
Escolha	do	tipo	de	aleta	depende:	
	
-  Considerações	de	espaço	
-  Peso	
-  Fabricação	e	custo	
-  Perda	de	carga	e	coeficiente	de	transferência	de	calor	
Eficiência	e	efetividade	de	aletas	
Efetividade	da	aleta	
É	 a	 relação	 entre	 o	 calor	
trocado	 pela	 superfície	 com	 a	
presença	 da	 aleta	 em	 relação	
ao	valor	sem	a	sua	presença	
Eficiência	da	aleta	
É	a	relação	de	aleta	real	e	uma	
outra	 hipotét ica	 onde	 a	
temperatura	é	uniforme	e	igual	
a	da	base	
Eficiência	de	aletas	
Análise	geral	da	transferência	de	calor	em	superfícies	expandidas	
Eficiência-	 influenciada	 pela	 espessura,	 comprimento	 e	 condutividade	
térmica	da	aleta	
	
Comprimentos	de	aleta	que	causam	uma	diminuição	na	eficiência	abaixo	de	
60%	não	podem	ser	justificados	economicamente	e	devem	ser	evitados	
	
Aletas	 com	 perfil	 triangular	 ou	 parabólico	 contém	 menos	 material	 e	
geralmente	 são	 mais	 eficientes	 que	 as	 de	 perfil	 retangular	 e	 são	 mais	
adequadas	para	aplicações	que	exigem	mínimo	peso	
Taxa	 de	 transferência	 de	 calor	 por	 convecção	 nas	 aletas	 e	 na	 superfície	
primária