295189-Condução_unidirecional_em_regime_permanente

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Thiago Pereira e Silva
ENGENHARIA MECÂNICA
Condução de calor unidimensional em regime permanente
Prof: Thiago Silva
Contato: thiag.silva1@ifg.edu.br
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Condução de calor em regime permanente em paredes planas
Thiago Pereira e Silva
Assume-se:
Unidirecional, somente no eixo x;
Não há variação de temperatura nos demais eixos;
Regime permanente;
	 
onde, 
	 
separando as variáveis e integrando de a , considerando e , temos,
	 
2
0
Condução de calor em regime permanente em paredes planas
Thiago Pereira e Silva
Conceito de resistência térmica
Considerando, 
	 
onde, 
	 
então, 
	 
A resistência térmica de um meio depende da:
Geometria do meio;
Propriedades térmicas;
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Condução de calor em regime permanente em paredes planas
Thiago Pereira e Silva
Analogia com corrente elétrica
Onde ( é a condutividade elétrica do meio) é a resistência elétrica e é a diferença de tensão. Sendo assim, 
		 ;
 			;
 			;
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Condução de calor em regime permanente em paredes planas
Thiago Pereira e Silva
Condução;
 ; 
Convecção;
 ; 	 
Radiação;
 ;	
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Condução de calor em regime permanente em paredes planas
Thiago Pereira e Silva
Analogia com resistência elétrica;
 
 
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Condução de calor em regime permanente em paredes planas
Thiago Pereira e Silva
Resistência térmica de séries;
 
 
 	 série
se,
 
então, 
 
assim, 
 ; 
7
Condução de calor em regime permanente em paredes planas
Thiago Pereira e Silva
Resistência térmica de séries;
 
assim,
 
então, 
 
onde,
U = Coeficiente de transferência térmica global [W/m2.K] 
 
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Condução de calor em regime permanente em paredes planas
Thiago Pereira e Silva
A queda de temperatura através de uma camada é proporcional a sua resistência térmica
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Condução de calor em regime permanente em paredes planas
Thiago Pereira e Silva
Paredes planas com múltiplas camadas
A taxa de transferência total pode ser expressa como:
 
e
 
 
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Condução de calor em regime permanente em paredes planas
Thiago Pereira e Silva
Paredes planas com múltiplas camadas
Para encontrar :
 
Para encontrar :
 
Para encontrar :
 
Para várias camadas,
 
onde é uma temperatura conhecida na localização i e é a resistência térmica total entre as localizações i e j. 
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Condução de calor em regime permanente em paredes planas
Thiago Pereira e Silva
Resistência de contato térmico
 
Podendo ser expressa pela lei de Newton do resfriamento
 
 
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Relacionando com a resistência ao contato na forma,
 
Condução de calor em regime permanente em paredes planas
Thiago Pereira e Silva
Resistência de contato térmico
Depende de:
Rugosidade superficial;
Propriedades do material;
Temperatura;
Pressão na interface;
Tipo de fluido.
Verificação da significância da resistência térmica de contato;
Ex: 
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 ; 
Condução de calor em regime permanente em paredes planas
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Redes de resistência térmicas generalizadas
				usando a analogia com a elétrica temos,
				onde
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Paralelo
 
Condução de calor em regime permanente em paredes planas
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Redes de resistência térmicas generalizadas
			 onde,
			 e
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Série-paralelo
 
Condução de calor em regime permanente em paredes planas
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Redes de resistência térmicas generalizadas
Exemplo
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ktijolo (brick) = 0,72 W/mK
kgesso (plaster) = 0,22 W/mK
kespuma (foam) = 0,026 W/mK
 
 
 
 
Considerando :
fluxo unidimensional;
sem radiação e geração.
EQUAÇÃO DA CONDUÇÃO DE CALOR
Thiago Pereira e Silva
Obrigado!
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