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Conceitos fundamentais em Transferência de Calor Transferência de Calor Engenharia de Produção Prof. Me. Valter Luís Zuliani Stroppa Antes de começar • O que é temperatura? • Grau de agitação molecular; • Movimentos translacional, vibracional e rotacional. 16/06/2018 Concietos fundamentais em Transferência de Calor 2 Antes de começar... O que isso causa? Q 16/06/2018 Concietos fundamentais em Transferência de Calor 3 Calor Transferência de energia: Calor Como chama esse mecanismo? CONDUÇÃO �´´ � � á��� � � . �� � Lei de Fourrier Em uma parede plana �´´ � � . ��� � ��� � Mas... • E se houver o movimento líquido (global) de um fluido: 16/06/2018 Concietos fundamentais em Transferência de Calor 4 Q’’ Transferência de energia: Calor Como chama esse mecanismo? CONVECÇÃO Mecanismo combinado de transferência de energia Movimento molecular aleatório (condução) e movimento global (advecção) �´´ � � á��� � ℎ. �������� � ������ Lei de Newton do resfriamento Do que depende a convecção: Quanto maior a turbulência maior a taxa de transferência de calor: Regime laminar: pequeno movimento macroscópico - baixa transferência; Regime turbulento: elevado movimento macroscópico - elevada transferência. Das características do fluido. Radiação • Temperatura: • Agitação de elétrons; • Emissão de ondas eletromagnéticas; • Absorção por superfície com temperatura menor (agitação molecular) ��� � �. �. ������� � ����� ��� � ℎ��! . ������� � ����� 16/06/2018 Concietos fundamentais em Transferência de Calor 5 Então quais são os mecanismos? • Condução; • Convecção; • Radiação. 16/06/2018 Concietos fundamentais em Transferência de Calor 6 Resistência térmica "� � #$%�&'(�) +��� � %��&,-��ê&'(� /� '�)$� ��0� /� %��&,-��ê&'(� /� '�)$� "� � Δ� � • Escrevam a resistência térmica para: • Condução: �´´ � � . �23425� 6 • Convecção: �´´ � ℎ. �������� � ������ • Radiação: ��� � �. �. ������� � ����� � ℎ��! . ������� � ����� �´´ � � á��� 16/06/2018 Concietos fundamentais em Transferência de Calor 7 Condução: "�,89�! � � . : Convecção: "�,89�; � 1 :. ℎ Radiação: "�,��! � 1 :. ℎ� Condução: "�,89�! � � . : Convecção: "�,89�; � 1 :. ℎ Radiação: "�,��! � 1 :. ℎ� Primeira lei da Termodinâmica: • Princípio da conservação de energia; • Em um intervalo de tempo (ΔT): • “O aumento na quantidade de energia acumulada (armazenada) em um volume de controle deve ser igual à quantidade de energia que entra no volume de controle menos a quantidade de energia que deixa o volume de controle” • Equação das energias térmica e mecânica em um intervalo de tempo Δt: • “O aumento na quantidade de energia térmica e mecânica acumulada (armazenada) em um volume de controle deve ser igual à quantidade de energia térmica e mecânica que entra no volume de controle, menos a quantidade de energia térmica e mecânica que deixa o volume de controle, mais a quantidade de energia térmica e mecânica que é gerada no interior do volume de controle.” Δ=�8�>�?�!� � =��� � =@�� + =B�� • Equações das energias térmica e mecânica em um instante t: • “A taxa de aumento da quantidade de energia térmica e mecânica acumulada (armazenada) em um volume de controle deve ser igual à taxa na qual as energias térmica e mecânica que deixa o volume de controle, mais a taxa na qual as energias térmica e mecânica são geradas no interior do volume de controle.” =C�8�>�?�!� � /=�8�>�?�!� /% � =C��� � =C@�� + =CB�� 16/06/2018 Concietos fundamentais em Transferência de Calor 8 Segunda lei da Termodinâmica • “É impossível para qualquer dispositivo que opera em um ciclos receber calor de um único reservatório e produzir uma quantidade líquida de trabalho.” • “É impossível construir um dispositivo que funcione em um ciclo e não produza qualquer outro efeito que não seja a transferência de calor de um corpo com temperatura mais baixa para um corpo com temperatura mais alta.” 16/06/2018 Concietos fundamentais em Transferência de Calor 9 Dúvidas? Se sim, não me mande e-mail perguntando, mas para marcar um horário que posso te atender: valter.stroppa@unimep.br 16/06/2018 Concietos fundamentais em Transferência de Calor 10
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