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TRANSFERÊNCIA DE CALOR Prof.: Alberto Luiz Costa Losqui Correções: albertolosqui@yahoo.com.br TRANSFERÊNCIA DE CALOR O que é calor? TRANSFERÊNCIA DE CALOR O que é calor? TRANSFERÊNCIA DE CALOR O que é calor? CONDUÇÃO, CONVECÇÃO E RADIAÇÃO CONDUÇÃO, CONVECÇÃO E RADIAÇÃO CONDUÇÃO L q TTq q 1 )( fluxo aolar perpendicu contato de Área A, 21 T1 T2 CONDUÇÃO L q TTq q 1 )( fluxo aolar perpendicu contato de Área A, 21 L TTA q )( 21 T1 T2 CONDUÇÃO L q TTq q 1 )( fluxo aolar perpendicu contato de Área A, 21 L TTkA q )( 21 W:unidade calor de fluxo Km W :unidade substância da térmicaadecondutivid q k 1s 1J 1W que Lembrando L TT k A q q )( " 21 L TTA q )( 21 T1 T2 CONDUÇÃO Transferência de calor por condução em uma parede plana 1-D. L TT kqx )( 21" L TT kqx )( 12" CONDUÇÃO Transferência de calor por condução em uma parede plana 1-D. L TT kqx )( 21" x T k L T kqx " L TT kqx )( 12" CONDUÇÃO Transferência de calor por condução em uma parede plana 1-D. L TT kqx )( 21" x T k L T kqx " dx dT kqx " L TT kqx )( 12" Lei de Fourier CONDUÇÃO Transferência de calor por condução em uma parede plana 1-D. L TT kqx )( 21" x T k L T kqx " dx dT kqx " linear )( 12 L TT dx dT L TT kqx )( 12" Lei de Fourier CONVECÇÃO TS T∞ )(" TThq S Km W :unidade calor de ncia transferêde convectivo ecoeficient fluido do aTemperatur superfície da aTemperatur 2 h T TS RADIAÇÃO RADIAÇÃO CORPO NEGRO Superfície ideal que pode absorver ou emitir ondas eletromagnéticas para qualquer frequência. Energia total emitida por unidade de tempo por unidade de área ou radiância ou poder emissivo: superfície da Área radiação da Potência E 4 sTE Lei de Stefan-Boltzmann para o corpo negro Boltzmann-Stefan de Constante Km W 1067,5 superfície da (K) absoluta aTemperatur 42 8 sT RADIAÇÃO No caso de uma superfície real, o fluxo de calor emitido é menor do que o corpo negro... ambiente o para emitida radiação4emitido sTE 10 superfície da deemissivida a é RADIAÇÃO No caso de uma superfície real, o fluxo de calor emitido é menor do que o corpo negro... ambiente o para emitida radiação4emitido sTE 10 superfície da deemissivida a é ambiente do absorvida radiação4 redor ao ambienteabs TE RADIAÇÃO No caso de uma superfície real, o fluxo de calor emitido é menor do que o corpo negro... ambiente o para emitida radiação4emitido sTE 10 superfície da deemissivida a é ambiente do absorvida radiação4 redor ao ambienteabs TE Neste caso assumimos que a emissividade = absortividade RADIAÇÃO )( 4 redor ao ambiente 4" TT A q q srad )( redor ao ambienteTTAhq srrad Km W :unidade radiaçãopor calor de ncia transferêde ecoeficient ))(( 2 2 redor ao amb. 2 redor ao amb. TTTTh ssr A radiação líquida de transferência de calor da superfície é dada por: RADIAÇÃO + CONVECÇÃO Fluxo de calor total vindo da superfície: )()( 4 redor ao amb. 4 TTATThAqqq ssradconv EXERCÍCIOS 1. Estime o fluxo de calor por área (q”), através da parede de sua casa para o meio externo. Considere que a temperatura externa é de 6ºC. Suponha que a parede é feita de tijolos (pesquise a condutividade térmica do tijolo) e meça a largura da parede. 2. Mostre que ∆ºC=∆K. 3) Um recipiente fechado cheio com café quente encontra-se em uma sala cujo ar e paredes estão a uma temperatura fixa. Identifique todos os processos de transferência de calor que contribuem para o resfriamento do café. Comente sobre características que contribuiriam para um melhor projeto do recipiente. 3) q1: convecção natural do café para o frasco. q2:condução através do frasco. q3: convecção natural do frasco para o ar. q4: convecção natural do ar para o invólucro. q5: troca líquida radiante entre a superfície externa do frasco e a superfície interna do invólucro. q6: condução através do invólucro. q7: convecção natural do invólucro para o ar da sala. q8: troca líquida radiante entre a superfície externa do invólucro e a vizinhança. Invólucro 3) Invólucro Melhorias: uso de superfícies aluminizadas (baixa emissividade) no frasco e no invólucro para reduzir a radiação. Uso de vácuo no espaço entre o frasco e o invólucro ou de um material de enchimento para dificultar a convecção natural.
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