[LIVRO]FUNDAMENTOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR E DE MASSA INCROPERA

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Fundamentos de 
Transferencia de Calor e de Massa 
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Fundamentos de 
Transferencia de 
Calor e de Massa 
FRANK P. INCROI'ERA 
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ADRIENNE S. LAVINE 
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EDUARDO MACH QLII\IROZ 
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FUNDAMENTALS OF HEAT AND MASS TRANSFER Sixth Edition 
Copyright 0 2007 John Wiley & Sons. Inc. 
All Rights Reserved. This translation published under license. 
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Copyright![) 2008 by 
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Lima editora integrante do GEN I Grupo Editorial Nacional 
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CIP-HRASIL. CATALOGA<;AO-NA-FONTE 
SINDICATO NACIONAL DOS EDITORES DE LIVROS, RJ, 
F977 
Fundamenlo\ufffd de tran\ufffdrerencia tle calor e de massa I Frank P. Incropera .. [eta!.]; 
tradw,;ao e revisao tt&quot;cnica Eduardo Mach Queiroz, Fernando Luiz Pellegrini Pessoa. 
- Rio de Janeiro : LTC. 2008. 
Tradu.;ao de: Fundamentals of heat and mass lransfer, 6th ed. 
Acompanha CD-ROM 
Apendices 
lnc!ui bibliografta 
ISBN 978-85-216-1584-2 
l Calor- Trunsmissilo. 2. Massa- Transferencia. I. lncropera, Frank P. 
07-3955. CDD: 621.4022 
CDU: 621.43.016 
8umario 
Sfmbolos xvii 
CWJTULO 1 
lntroduriio 1 
1.1 0 que e Como? 2 
1.2 Origens Ffsicas e Equaq6es de Taxa 2 
1.2.1 Condw;l'io 2 
I .2.2 Convecc;ao 4 
1.2.3 Radiavao 6 
1.2.4 Rela<,:il.o com a Termodinoi.mica 8 
1.3 A Exigend:l da Conservw;:iio de Energia 8 
1.3.1 Con\ufffdervw;i'io de Energia em urn Volume de 
Cuntrole 8 
1.3.2 0 Balanqo de Energia em uma Superficie 1 5 
1.3.3 Aplicaql'io da\ufffd Leis de Conservar;iio: 
Metodologia 17 
1.4 Analise de Problemas de Transferencia de Calor: 
Metodologia I 7 
1.5 Relevoi.ncia da Transferencia de Calor 19 
1.6 Unidades e Dlmens6es 21 
1.7 Resumo 22 
Referencias 24 
Problemas 24 
c..wl'ru.o 2 
/utrodnr''&quot; ,; Conduriio 37 
2.1 A Equao;1io da Taxa da Conduvao 38 
2.2 As Propriedade\ufffd Termicas da Materia 39 
2.2.1 Condutividade Termica 39 
2.2.2 Outra\ufffd Propriedades Relevantes 43 
2.3 A Equa,;iio da Difusiio de Calor (Difusao T6rmica) 44 
2.4 Condiq5es de Contorno e lnicial 48 
2.5 Rcsumo 50 
ReferCncias 5 I 
Problema\ufffd 51 
CAI'iTllJ.() 3 
Cmuluriio l/nidimnu;iortal nn Rl\u2022gime 
E . ..tariomirio 62 
3.] A Parede Plana 63 
3.1.1 Distribuio;ao de Temperaturas 
3.1.2 Resistencia Termica 64 
3.1.3 A Parcde Composta 65 
3.1 .4 Resistencia de Contato 66 
3.2 lima Analise Altemativa da Conda'Ciio 
63 
71 
3.3 Sistemas Radiais 73 
3.3.1 0Ci1indro 73 
3.3.2 A Esfera 76 
3.4 Resumo dos Resultados da Conduo;iio 
Unidimensional 78 
3.5 
3.6 
3.7 
3.8 
Conduo;iio com Gerao;iio de Energia Termica 79 
3.5.1 A Parede Plana 79 
3.5.2 Sistemas Radiais 82 
3.5.3 Aplica,;Oes do Conceito de Resistencias 84 
Transferencia de Calor em Superficies Estendidas 84 
3.6.1 Uma An3.1ise Geral da Condu.,.ao 85 
3.6.2 Aletas com Area de Seo;iio Transversal 
Uniforme 86 
3.6.3 Desempenho de Aletas 90 
3.6.4 Aletas com Area de Seo;iio Transversal 
Niio-uniforme 92 
3.6.5 Eficiencia Global da Superffcie 93 
A Equao;iio do Biocalor 98 
Resumo 101 
Referencias I 02 
Problemas 102 
CA.PfTliLO 4 
Condm;iio Bidimensional em Regime 
Estaciondrio 128 
4.1 AbordagensAJtemativas 129 
4.2 0 Metoda da Separao;iio de Vari.iveis I 30 
4.3 0 Fator de Forma d a Conduo;ao e a Taxa de Conduo;iio de 
Calor Adimensional 132 
4.4 Equao;5es de Difereno;as Finitas 135 
4.4.1 A Rede Nodal 135 
4.4.2 Forma em Diferenqas Finitas da Equaqiio do 
Calor 135 
4.4.3 0 Metodo do Balano;o de Energia I 36 
4.5 Resolvendo as Equaq5es de Difereno;as Finitas 140 
4.5.1 0 Metoda da Inversiio da Matriz 140 
4.5.2 Iterao;iio de Gauss-Seidel 141 
4.5.3 Algumas Precauq6es 144 
4.6 Resumo 147 
Referencias 147 
Problemas 147 
---{\ufffd\ufffd-48.1 0 Metoda Gr3.fico CD-I 
4S.l.l Metodologia para a Construq1io de urn Grafico de 
Fluxos CD-I 
4S.1.2 Determinao;iio da Taxa de Transferencia de 
Calor C0-2 
4S.1.3 0 Fatorde Forma da Condu,;iio CD-3 
Referencias CD-5 
Problemas C0-5 
xiv Swmirio 
CAPiTULO 5 
Cmulupio 7hm.<ieute 162 
5.1 0 Mttodo du Cupucitfincia Global 163 
5.2 Validade do Metodo da Capacit3nciu Global 164 
5.3 Amllise Geral Via Capacitoi.ncia Global 16 7 
5.4 Efeitos Espaciais 170 
5.5 A Parede Plana com Convcco;iio 171 
5.5.1 Solur;iioExata 171 
5.5.2 Soluo;iio Aproximada 172 
5.5.3 Transferencia Total de Energia 173 
5.5.4 Considerar;Oe\ufffd Adicionais 173 
5.6 Sistema\ufffd Rudiais com Convecr;1io 17.3 
5.6.1 Soluo;Oes Exatas 174 
5.6.2 Solw;OesAproximadas 174 
5.6 . .3 Transferi:ncia Total de Encrgia 174 
5.6.4 Considerao;Ocs Adicionais 174 
5.7 0 SO!ido Semi-infinito 177 
5.8 Objetos com Temperaturas ou Fluxos Termicos 
Constantes na Superffcie 181 
5.8. 1 Condir;5eh de Contorno de Temperatura 
Constantc 181 
5.8.2 Condir;i'ics de Contorno de F1uxo Termico 
Constante 182 
5.8.3 So1ur;5es Aproximadas 182 
5.9 Aquecimento PeriOdico 186 
5.10 M\u20actodos de Oifercno;as Finitas 188 
5.10.1 Discreti7.a<;iio da Equao;Ito do Calor: 0 Metodo 
Explfcito 188 
5.10.2 Discretizao;ao da Equar;iio do Calor: 0 Mttodo 
Implfcito 192 
5.11 Resumo 196· 
ReferCocias ]97 
Problemas 197 
5S.l Represemao;1io GriiJica da Condur;iio Uoidimensional 
Tranhiente na farede Plana. no Cilindro Longo e na 
Esfera CD-7 
58.2 Solur;iio Analftica dos Efeitos Mu1tidimensionais C0-12 
Refcrencias CD-17 
Problemas CD-17 
CWiTULO 6 
lutrodu\ufffd<io ;, Com\u2022ecriio 2211 
6.1 As Camadas-Jimite da Convecr;iio 221 
6. 1.1 A Camada-limite de Vclocidade 221 
6.1.2 A Camada-limite Termica 222 
6. 1.3 A Camada-limite de Concentrar;iio 222 
6.1.4 Significado das Camadas-limitc 223 
6.2 Coeficientes Convectivos Local e Medio 223 
6.2.1 Transferencia de Calor 223 
6.2.2 Tramfer6ncia de Massa 224 
6.2.3