AULA 10 - FENÔMENOS DE TRANSPORTE

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FENÔMENOS DE TRANSPORTES 
INDUSTRIAIS
SISTEMAS DE UNIDADE: ANÁLISE 
DIMENSIONAL
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Olá!
Ao final desta aula, você será capaz de:
1. Reconhecer um sistema de propagação de calor que ocorra a partir da combinação de três processos:
convecção, condução e radiação.
Em problemas de propagação de calor, um dos mecanismos domina quantitativamente os demais. Para
solucionar esses problemas, costuma-se desprezar os mecanismos que não sejam dominantes, e a determinação
destes depende de variações nas condições do problema.
Nesta aula, iremos ver exemplos no qual se observa a combinação de três mecanismos: condução, convecção e
radiação.
Uma garrafa térmica é um exemplo de mecanismo no qual ocorrem os três mecanismos de transferência de
calor. Observe o esquema abaixo:
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Observando uma garrafa térmica, nota-se que ocorrem os três tipos de propagação térmica. Observe:
Abaixo, outro exemplo que pode ser dado quando uma parede plana é submetida a uma diferença de
temperatura. Observe a figura:
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Na face interna, a temperatura é T1, e na face externa tem-se uma temperatura T2 maior que a temperatura do
ar ambiente T3.
Assim, através da parede, ocorre uma transferência de calor por condução até a superfície externa. A superfície
transfere calor por convecção para o ambiente.
Porém, existe também uma parcela de transferência de calor por radiação da superfície para as vizinhanças.
Portanto, a transferência global é a soma das duas parcelas.
Agora, iremos resolver um problema que envolve os três processos de transferência de calor:
Um reator em uma indústria trabalha a 600º C em um local onde a temperatura ambiente é 27º C e o coeficiente
de película externo é 40 Kcal/h.m².ºC. O reator foi construído de aço inox (= 0,06) com 2 m de diâmetro e 3 m de
altura. Tendo em vista o alto fluxo de calor, deseja-se aplicar uma camada de isolante (k= 0,05 kcal/h mºC e =
0,65) para reduzir a transferência de calor a 10 % da atual. Desconsiderando as resistências térmicas que não
podem ser calculadas, pede-se:
a) O fluxo de calor antes da aplicação do isolamento;
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b) A parcela transferida por convecção após o isolamento, considerando que a temperatura externa do
isolamento deve ser igual a 62º C.
c) A espessura do isolante a ser usada nas novas condições.
Desprezando as resistências térmicas de convecção interna e condução na parede de aço do reator, a
temperatura da base das aletas pode ser considerada a mesma do fluido.
A) Primeiro, iremos calcular a área onde ocorrerá a transferência de calor:
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B) Após o isolamento, a transferência de calor é reduzida em torno de 10 da atual:
A parcela transferida por radiação foi alterada devido à emissividade do isolante ser diferente da emissividade
do inox, e também devido à nova temperatura externa do isolamento. Desprezando a variação da área externa
devido ao acréscimo da espessura isolante, temos:
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C) Devido à limitação de temperatura externa, a resistência térmica do isolamento pode ser obtida assim:
CONCLUSÃO
Nesta aula, você:
• Aprendeu mecanismos combinados de transferência de calor.•
	Olá!
	
	CONCLUSÃO