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Aula 4
Transferência 
de Calor
Prof. Dr. Marcos Baroncini
Proença
Conversa Inicial
Comentamos 
a importância 
da condução 
e da convecção 
e suas aplicações 
na indústria 
Outrossim, mais 
de 90% de suas 
aplicações envolvem 
as duas formas de 
transferência de 
calor, sendo usadas 
em conjunto
Contextualização
Trataremos então nesta aula das 
aplicações desses dois tipos de 
transferência de calor usados 
em conjunto; primeiro 
em aletas, depois 
por meio do coeficiente 
global de troca térmica 
e, finalmente, em 
trocadores de calor
Tópicos desta aula:
aletas
coeficiente global 
de transferência 
de calor:
paredes planas
tubulações
trocadores de calor:
classificação quanto 
ao sentido de fluxo 
dos fluidos
classificação 
quanto ao 
tipo de construção
tratamentos 
matemáticos 
método da 
diferença da média 
logarítmica de 
temperaturas
método do número 
de unidades de 
troca térmica 
Tema 1: Aletas
Conceitos Fundamentais
Podemos definir aleta 
como uma superfície 
estendida que é usada 
especificamente para 
aumentar a taxa de 
transferência de calor 
entre um sólido e um 
fluido adjacente
Portanto, o objetivo do uso 
de aletas é aumentar a taxa 
de transferência de calor
Mas como essa taxa 
de transferência de 
calor é aumentada? 
Como acontece a 
transferência de 
calor em aletas? 
Fonte: Tubos aletados. Disponível em: 
<http://www.argenfrio.com.ar/tubos_aletados.html>
Tipos de Aletas
Podemos classificar as 
aletas em quatro tipos: 
aleta plana com seção 
transversal uniforme; 
aleta plana com 
seção transversal não 
uniforme; aleta anular 
e aleta piniforme
Fonte: Incropera et al. Princípios de 
Transferência de calor e massa
Aletas: 
a)seção transversal 
uniforme
b)seção transversal 
não uniforme 
c)anular 
d)piniforme
Equação Geral da Transferência 
de Calor em Aletas
Fonte: Volume de controle para a 
expressão geral da transferência de calor 
em aletas. Incropera et al. Princípios de 
Transferência de calor e massa
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Tema 2: Coeficiente 
Global de Troca Térmica
Conceitos Fundamentais
O coeficiente global 
de troca térmica é a 
medida da habilidade 
global de uma 
série de barreiras 
condutivas e 
convectivas para 
transferir calor
É comumente 
aplicado ao cálculo 
de transferência de 
calor em trocadores 
de calor, mas pode 
também ser aplicado 
no cálculo de conforto 
térmico e outras 
aplicações
Expressão Geral
A expressão geral 
usada para esses 
cálculos é semelhante 
à Lei de Newton do 
Resfriamento:
= UA(T∞4 − T∞1)
Valores Representativos Coeficiente Global 
para Paredes Planas
Volume de controle 
para coeficiente 
global em paredes 
compostas
Fonte: Incropera 
et al. Princípios 
de Transferência 
de calor e massa
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Coeficiente Global para 
Tubulações e Sistemas Radiais
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�� Tema 3:
Trocadores de Calor
Conceitos Fundamentais
Trocadores de calor são 
equipamentos destinados 
a transferir calor de 
um fluido para outro, 
sendo que esses fluidos 
podem estar separados 
por uma parede sólida 
ou podem trocar calor 
diretamente entre si
Classificação
Quanto ao tipo de escoamento, 
os trocadores podem ser: 
de correntes 
paralelas (os fluidos 
quente e frio escoam 
no mesmo sentido)
de correntes opostas, contrárias
ou de contracorrente
(sentidos são opostos) 
de correntes 
cruzadas (fluxos 
são perpendiculares)
Quanto à construção, 
podem ser de placas 
ou tubulares
Trocadores de Calor 
de Placas Paralelas
São formados por 
placas paralelas 
separadas por 
gaxetas ou por 
placas aletadas
Em todos eles,
os fluidos escoam 
por estreitos canais 
e trocam calor por 
meio de finas chapas 
metálicas
São utilizados em operações 
de resfriamento, aquecimento 
ou de recuperação de 
calor entre líquidos 
com temperaturas 
inferiores a 150°C e 
pressões não maiores 
que 1,5 MPa
Trocadores de Calor Tubulares
São geralmente construídos 
com tubos circulares
São caracterizados 
por permitirem uma 
grande área de troca 
térmica em pequenos 
volumes ocupados
Nesses trocadores de calor, 
os fluidos trocam calor sem 
que haja contato entre eles, 
sendo que um deles circula 
na carcaça desses 
trocadores e o outro 
na tubulação interna 
Podem trabalhar a 
diversas temperaturas 
e pressões
Tipos de Trocadores 
de Calor Tubulares
Trocador de calor
de tubo duplo
Trocador de calor
de tubo carcaça
Trocador de calor de serpentina
Diferença Média Logarítmica 
de Temperaturas
Considerando como ponto de 
referência o ponto de entrada do
fluido quente no trocador
de calor, e estabelecendo 
que ∆T1 é a variação da 
temperatura no ponto 
de entrada do fluido 
quente, (...)
(...) e que ∆T2 é a variação da 
temperatura no ponto de saída 
do fluido quente, teremos: 
q = UA = UA∆Tln
Escoamento Paralelo
∆T1 = Teq – Tef e ∆T2 = Tsq – Tsf
Escoamento em Contracorrente
∆T1 = Teq – Tef e ∆T2 = Tsq – Tsf
Método do Número de 
Unidades de Troca Térmica
Q = ε . Cmin. (Teq — Tef)
Síntese
Após esta aula, você adquiriu 
conhecimentos gerais 
sobre transferência de calor 
envolvendo simultaneamente 
condução e convecção 
Também viu aplicações 
de expressões 
matemáticas para 
trocadores de calor