transferencia de calor por convecção

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Transferência de Calor 1 
Guedes, Luiz Carlos Vieira. 
 
G924t Transferência de calor : um / Luiz Carlos 
Vieira Guedes. – Varginha, 2015. 
21 slides; il. 
 
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1. Calor – Transmissão. I. Título. II. 
Fundação de Ensino e Pesquisa- FEPESMIG 
 
 CDD: 621.4022 
 AC: 115602 
Elaborado por: Isadora Ferreira CRB-06 31/06 
Convecção: 
 Convecção natural sobre placas verticais de altura 
D. Neste caso, usamos as seguintes equações: 
 
 
Espessura da camada limite: 
 
 
 
 
Nu = 0,555 Gr onde, Nu =
1
4  Pr
.1
4
h L
k
Re
5x

 1- Em uma placa plana de 150 X 100 mm, eletricamente 
aquecida, a máxima temperatura permissível no centro da placa é 135 
oC. Para este caso específico o número de Grashof é 2,2 x 107 e o 
número de Prandt é 0,7. Sabendo que a equação empírica, obtida 
como auxílio da análise dimensional, que descreve a convecção natural 
( regime laminar ) em uma placa plana é dada pela equação: 
 
 
 
 
 
 Calcular o fluxo de calor transferido por convecção, por ambos 
lados da placa, para o ar atmosférico a 25 oC 
( k = 0,026 Kcal/h.m.oC ). 
 
 
 
Nu = 0,555 Gr onde, Nu =
1
4  Pr
.1
4
h L
k
Resposta: 
 
 
Nu = = 0,555 Gr
1
4
h L
kar
.
Pr 
1
4
    CmhKcalhh o..03,67,0102,20,555= 
026,0
15,0 2414
1
7 

 
 O fluxo de calor por convecção é dado pela 
equação de Newton: 
 
 
    2513515,010,0203,6..  TAhq
,q Kcal h19 86
 
2- O cárter de um automóvel tem aproximadamente 0,6 
m de comprimento, 0,2 m de largura e 0,1 m de 
profundidade. Supondo que a temperatura superficial 
seja 350 K, calcule a taxa do fluxo de calor do cárter 
para o ar atmosférico a 276 K e a uma velocidade de 30 
m/s. 
 
 
Suponha que a vibração do motor e do chassi 
provoque a transição do escoamento laminar 
para o turbulento tão próximo da borda frontal 
que, para fins práticos, a camada limite é 
turbulenta em toda a superfície. Despreze a 
radiação, e utilize, para as superfícies frontal e 
traseira, o mesmo coeficiente médio de 
transferência de calor por convecção que o da 
parte inferior e das laterais.Numero de Nusselt 
em regime turbulento: 
 
 
Numero de Nusselt em regime turbulento: 
 
8,03
1
RePr036,0
k
Lh
Nu

 Dv
D Re
92,930.026.1
/10123,19
6,0/30/092,1
Re
26
3

 mNsx
mxsmxmkg
D
610026,192,930.026.1Re xD 
8,03
1
RePr036,0
k
Lh
Nu
    8,03
1
92,930.026.170,0036,0Nu
9,069.2Nu
k
Lh
Nu 
KmW
m
mKWx
L
kNu
h 2/42,91
6,0
/0265,09,069.2

 00TTAhq S 
  WmxKmWq 0,189427635028,0/42,91 22 
22 28,0)1,02,0(2)1,06,0(2)2,06,0[( mmxxxA 
 
3-Encontre a espessura da camada limite hidrodinâmica nas seguintes 
situações: 
- brisa a 1 km/h 
- vento a 10 km/h 
- ventania a 100 km/h 
 Supondo regime laminar e a uma distância de 1, 10 e 100 metros da 
borda, a uma temperatura de 20 ºC 
 





DvDv
ReD
Re
5
=
x
δ
3/1614,1= mkgρ
27- /.106,184= msNxμ
smxν /1089,15= 26-
 
Resposta: 
 
Para x = 1 m 
 
smshxkmmxhkmhkm /2778,0=3600/1/1000/1=/1
62,477.17=
/.106,184
1/2778,0/1614,1
=Re
27-
3
msNx
mxsmxmkg
D
m
mx
0378,0
62,477.17
15

 
 
Para x = 10 m 
 
smshxkmmxhkmhkm /2778,0=3600/1/1000/1=/1
22,776.174
/.106,184
10/2778,0/1614,1
Re
27-
3

msNx
mxsmxmkg
D
m
mx
1195,0
22,776.174
105

 
 
Para x = 100 m 
 
smshxkmmxhkmhkm /2778,0=3600/1/1000/1=/1
29,762.747.1=
/.106,184
100/2778,0/1614,1
=Re
27-
3
msNx
mxsmxmkg
D
m
mx
δ 3782,0=
22,776.747.1
1005
=
 
 
Para x = 1000 m 
 
smshxkmmxhkmhkm /2778,0=3600/1/1000/1=/1
97,622.477.17=
/.106,184
1000/2778,0/1614,1
=Re
27-
3
msNx
mxsmxmkg
D
m
mx
δ 1970,1=
97,622.477.17
10005
=
 
 
Para x = 1 m, velocidade 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
0,01m , 0,04 m, 0,12 m, 0,37 m. 
 
 
smshxkmmxhkmhkm /2778,0=3600/1/1000/1=/1
62,477.17
/.106,184
1/2778,0/1614,1
Re
27-
3

msNx
mxsmxmkg
D
m
mx
0378,0
62,477.17
15

 
 
Para velocidade100 km/h 
 
0,00 m , 0,01 m , 0,04 m, 0,12 m 
 
 
A medida que o fluido escoa sobre a superfície a 
camada limite aumenta, especialmente a baixas 
velocidades