PTC_aula1

Prévia do material em texto

Produção e Transporte de Calor 
 
 
 
 
 
 
Centro Universitário Jorge Amado 
Curso: Engenharia de Petróleo 
Prof: Danilo Sá Teles 
Produção e Transporte de 
Calor 
Introdução 
Cronograma 
 1ª Avaliação: 23 de setembro 
 - 2ª Chamada: 07 de outubro 
 2ª Avaliação: 02 de dezembro 
 - 2ª Chamada: 09 de dezembro 
 Resultados: 08 de dezembro 
 
 Prova final: 16 de dezembro 
 Resultados finais: 21 de dezembro 
Conteúdo Programático 
• Introdução à transmissão de Calor 
• Trocadores de Calor 
• Fornos Industriais 
• Torres de Resfriamento 
• Caldeiras 
• Refrigeração 
Conteúdo Programático 
• Introdução à transmissão de Calor 
– Conceitos básicos 
– Modos do fluxo de calor 
– Leis fundamentais de transmissão de calor 
– Combinação de mecanismos de transferência de 
Calor. 
– Analogia entre fluxo de calor e elétrico 
E o que é Calor? 
E o que é Calor? 
 Forma de energia; é transmitida 
sempre que houver um gradiente 
de temperatura no interior de um 
sistema ou, entre dois corpos 
próximos. 
Calor e Termodinâmica 
Com a termodinâmica trata-se da relação entre 
calor e outras formas de energia. 
 
Como todos os processos de transmissão de 
calor envolvem a transferência e conversão de 
energia, eles devem obedecer à primeira lei e 
a segunda leis da termodinâmica 
U Q WD = -
As Leis da Termodinâmica 
1ª Lei da Termodinâmica: 
 
 Princípio da conservação da energia 
 
 
A transferência de calor 
 Definida como a transferência de energia 
através da fronteira de um sistema e 
provocada exclusivamente pela diferença de 
temperatura. 
 
O calor e a Engenharia 
Na industria petrolífera, é de grande 
importância o estudo das aplicações 
relacionadas com as trocas de energia. A 
destilação, que é o processo de separação 
básico usado em todas as refinarias, por 
exemplo. 
O calor e a Engenharia 
Numa usina geradora de energia é justamente a 
transferência de calor da fonte quente para 
um fluido capaz de convertê-lo em trabalho. 
Transmissão de calor: Objetivos 
principais 
 1- Determinar a distribuição de temperatura 
no interior do sistema e a velocidade de 
transferência de calor em determinadas 
condições operacionais 
 2- Determinar as condições operacionais 
necessárias (dimensões, forma, vazões, etc.) 
para se conseguir uma determinada 
velocidade de transferência de calor ou uma 
certa distribuição de temperaturas, ou ambas. 
Modos do Fluxo de Calor 
→ Condução 
 
→ Convecção 
 
→ radiação 
Condução 
A condução é um processo pelo qual o calor flui 
de uma região de alta temperatura para outra 
de temperatura mais baixa dentro de um 
meio (sólido, líquido e gasoso). 
 
 
Condução 
 A condução é um mecanismo pelo qual o calor 
pode fluir nos sólidos opacos. Nos fluidos, 
usualmente ela é combinada com a 
convecção. 
Radiação 
A radiação é um processo pelo qual o calor flui, 
entre corpos com diferentes temperaturas, 
quando os mesmos estão separados no 
espaço. A energia transmitida desta maneira é 
chamada de Calor radiante. 
Radiação 
Todos os corpos emitem continuamente calor 
radiante. A intensidade das emissões depende 
da temperatura e da natureza da superfície. 
Ela é transmitida por ondas eletromagnéticas. 
 
Nos problemas de engenharia, envolvendo 
baixas temperaturas, o calor radiante 
frequentemente pode ser desprezado. 
Radiação 
Convecção 
A convecção é um processo de transporte de 
energia pela ação combinada da condução de 
calor, armazenamento de energia e 
movimento de mistura. A convecção é mais 
importante como mecanismo de transferência 
de energia entre uma superfície sólida e um 
líquido ou um gás. 
Convecção 
Transmissão de calor no interior da 
Terra 
Transmissão de calor no interior da 
Terra 
Transferência de calor por 
condução 
Lei da condução de Fourier: O fluxo de calor por 
condução depende: 
→ k, condutividade térmica do material; 
→ A, a área da seção através da qual o calor flui, 
medida perpendicularmente à direção do 
fluxo. 
→ dT/dx, o gradiente de temperatura na seção, 
i.e, a razão de variação da temperatura T com 
a distância na direção do fluxo de calor x.