Transferência de Calor e Massa - Capítulo 12 RADIAÇÃO
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Transferência de Calor e Massa - Capítulo 12 RADIAÇÃO


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Prof. Sérgio BartexIntrodução à Radiação
RADIAÇÃO TÉRMICA
Capítulo 12 \u2013 INTRODUÇÃO À RADIAÇÃO
Prof. Sérgio Bartex
sergio_bartex@uniritter.edu.br
Prof. Sérgio BartexIntrodução à Radiação
Tópicos a serem abordados
- Objetivos desse capítulo são:
Apresentar o problema de transferência de calor;
Apresentar a física do problema;
Apresentar a distribuição de Planck;
Apresentar as Definições relativas ao tema;
Apresentar a lei de Stefan-Boltzmann;
Apresentar as definições de radiação;
Distribuição de energia;
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O Problema de Transferência de Calor
\ud835\udc5e = \u3b5. \u3c3. \ud835\udc34. (\ud835\udc471
4 \u2212 \ud835\udc472
4)
Onde:
q = taxa de transferência de calor [W];
\u3b5 = Emissividade do corpo [-];
\u3c3 = Constante de Stefan-Boltzmann [W/m².\ud835\udc3e4] \u2013 5,67x10\u22128;
\ud835\udc471 = Temperatura da superfície 1 [K];
\ud835\udc472 = Temperatura da superfície 2 [K];
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Apresentação da física do problema
\ud835\udc5e = \u3b5. \u3c3. \ud835\udc34. (\ud835\udc471
4 \u2212 \ud835\udc472
4)
\u27a2 Radiação Térmica é uma troca térmica
que ocorre através de ondas
eletromagnéticas.
\u27a2 Ocorre mesmo no vácuo (não depende
de meio material).
\u27a2 Necessita apenas que as superfícies se
enxerguem mutuamente.
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Apresentação da física do problema
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Distribuição de Planck
Distribuição de Planck:
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\ud835\udc5e = \u3b5. \u3c3. \ud835\udc34. (\ud835\udc471
4 \u2212 \ud835\udc472
4)
Apresentação da física do problema
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\ud835\udc5e = \u3b5. \u3c3. \ud835\udc34. (\ud835\udc471
4 \u2212 \ud835\udc472
4)
Apresentação das definições de Radiação
Poder Emissivo (E) \u2013 É a energia emitida por um corpo por unidade de
tempo e por unidade de área superficial;
Corpo Negro \u2013 Define-se como um emissor e absorvedor perfeito da
radiação. A uma determinada temperatura e para um comprimento de
onda específico nenhuma superfície pode emitir mais que o corpo
negro.
\ud835\udc38\ud835\udc4f \ud835\udc47 = \u3c3. \ud835\udc47
4 [W/m²]
Equação de Stafan-Boltzmann:
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\ud835\udc5e = \u3b5. \u3c3. \ud835\udc34. (\ud835\udc471
4 \u2212 \ud835\udc472
4)
Poder Emissivo Espectral de Corpo Negro \u2013 É a energia emitida por um
corpo negro a uma determinada temperatura absoluta T, por unidade de
tempo, por unidade de área superficial e por unidade de comprimento
de onda;
Apresentação das definições de Radiação
Prof. Sérgio BartexIntrodução à Radiação
\ud835\udc5e = \u3b5. \u3c3. \ud835\udc34. (\ud835\udc471
4 \u2212 \ud835\udc472
4)
Poder Emissivo Espectral de Corpo Negro \u2013 É a energia emitida por um
corpo negro a uma determinada temperatura absoluta T, por unidade de
tempo, por unidade de área superficial e por unidade de comprimento
de onda;
Eb de 0 até \u3bb para uma dada T:
Apresentação das definições de Radiação
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\ud835\udc5e = \u3b5. \u3c3. \ud835\udc34. (\ud835\udc471
4 \u2212 \ud835\udc472
4)
E a Função de Radiação do Corpo Negro pode ser calculada por:
Apresentação das definições de Radiação
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\ud835\udc5e = \u3b5. \u3c3. \ud835\udc34. (\ud835\udc471
4 \u2212 \ud835\udc472
4)
RADIAÇÃO TÉRMICA
E a emissividade (\u3b5) do Corpo Negro, como pode ser calculada???
Vamos a mais definições:
Radiação, Irradiação e Radiosidade!!!
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Intensidade de Radiação
Intensidade de Radiação (I): é a quantidade de radiação
emitida em uma determinada direção do espaço.
Ângulo sólido (\u3c9): \u201c...a área da superfície em uma esfera de
raio unitário é equivalente em magnitude ao ângulo sólido
subentendido...\u201d, esse ângulo é medido em steradian (sr).
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Intensidade de Radiação
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Potência Emissiva (E)
Potência Emissiva (E): Taxa na qual a energia de radiação
é emitida por unidade de área da superfície emissora.
Superfície difusa: Emite a mesma quantidade de radiação
independente do ângulo, ou seja, a emissão pode ser
aproximada pela Intensidade de radiação \ud835\udc3c\ud835\udc52.
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Radiação Incidente (G):
Radiação Incidente: É definida como a taxa na qual a
energia de radiação incide na direção (\u3b8, \u3d5) por unidade de
área da superfície receptora normal para essa direção e por
unidade de ângulo sólido sobre esta direção.
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Radiosidade (J):
Radiosidade: É definida como a taxa na qual a energia de
radiação deixa a unidade de área da superfície em todas as
direções.
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Propriedades radioativas:
Emissividade (\u3b5) : É definida como a razão entre a radiação
emitida pela superfície em uma determinada temperatura e
a radiação emitida por um corpo negro na mesma
temperatura.
A emissividade varia entre 0 e 1, 0 \u2264 \u3b5 \u2264 1.
A emissividade de uma superfície real não é constante.
Pode variar com a temperatura da superfície, comprimento
de onda e a direção das radiações emitidas.
Podem ser definidas diversas emissividades:
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Propriedades radioativas:
Emissividade espectral direcional:
Emissividade total direcional:
Emissividade espectral hemisférica:
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Propriedades radioativas:
Emissividade hemisférica total (ou média):
Emissividade hemisférica total (ou média):
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Propriedades radioativas:
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Propriedades radioativas:
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Propriedades radioativas:
Absortividade (\u3b1), refletividade (\u3c1) e 
Transmissibilidade (\u3c4):
\u3b1 + \u3c1 + \u3c4 = 1
Aplicando a 1° lei: 
No caso de material opaco: \u3c4 = 0 \u3b1 + \u3c1 = 1
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Conclusão:
- Os assuntos abordados foram:
Apresentado o problema de transferência de calor;
Apresentado a física do problema;
Apresentado a distribuição de Planck;
Apresentadas as Definições relativas ao tema;
Apresentadas a lei de Stefan-Boltzmann;
Apresentadas as definições de radiação;
Distribuição de energia;
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Bibliografia:
ÇENGEL, Y., GHAJAR, A. Transferência de Calor e Massa:
uma abordagem prática, 4° ed. \u2013 Porto Alegre: AMGH, 2012.
Obrigado!
Fim!