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Transferência de calor por condução em paredes planas, paralelas e planas

  1. 1. http://tudosobreautomobilistica.blogspot.com.br/TRANSFERÊNCIA DE CALOR POR CONDUÇÃO EM PAREDESPLANAS.O QUE É E COMO OCORRE O FLUXO TÉRMICO?Transferência de Calor (ou Calor) é energia em trânsito devido auma diferença de temperatura (Δ T). Sempre que houver diferençade temperatura entre dois pontos ocorrerá transferência de calor. O calor se propagará sempre do corpo com temperatura maiselevadapara o corpo de menor temperatura, até que hajaequivalência de temperatura entre eles. Dizemos que o sistematende a atingir o equilíbrio térmico.Exemplo: Se a figura abaixo representa uma parede:Calor é, portanto, um fenômeno transitório, que cessa quando nãoexiste mais diferença de temperatura. Se a diferença for mantida ofluxo (q) é constante.Os diferentes processos de transferência de calor são referidoscomo; mecanismos de transferência de calor. automobilistica.foz@gmail.com
  2. 2. http://tudosobreautomobilistica.blogspot.com.br/Como calcular a condutividade em paredes planas?No dia-a-dia é utilizada a fórmula reduzida decurierUtilizando a formula abaixo é possível saber qual o fluxotérmico:EXEMPLO DE APLICAÇÃO DA FORMULA:Deseja-se determinar qual o fluxo térmico das paredes deum tubode aço com formato retangular, 3 cm 4 cm e 4 m asparede tem 3 mm de espessura e sabe-se que o aço temcondutividade térmica de (k=40 kcal/h.m.ºC). No interior háágua aquecida á 80 ºC mesma temperatura da superfícieinterna e a temperatura da parede externa é de 60ºC.Formula: automobilistica.foz@gmail.com
  3. 3. http://tudosobreautomobilistica.blogspot.com.br/1º Passo: Levantamento dos dados utilizados:2º passo: Substituir os valores na formula: automobilistica.foz@gmail.com
  4. 4. http://tudosobreautomobilistica.blogspot.com.br/Como calcular- condutividade- paredes planas emsérie?Calculo do fluxo térmico em paredes de diferentesespessuras com materialde resistividade térmicadiferentes, em série.Esse tipo de calculo se torna fácil decorrente da similaridade entre aresistividade térmica e elétrica.Onde: Na eletricidade a correte elétrica é igual a diferença depotencial dividido pela resistência total do circuito.Onde: I= correte elétrica, E= tensão elétrica e R= resistênciaelétrica.Note que há uma similaridade pra o fluxo térmico:Onde: q= fluxo térmico, T= temperatura e R= resistividade térmica.Delta T é igual a variação de temperatura onde se deseja calcular ofluxo. Ex. de T1para T2.Obs. A resistência ao fluxo pode ser de uma parede, ou mais e elaspodem estar em série, paralelas ou mista. automobilistica.foz@gmail.com
  5. 5. http://tudosobreautomobilistica.blogspot.com.br/Para paredes em série:O fluxo é diretamente proporcional à diferença de temperatura einversamente proporcional à somatória das resistências.Assim como na eletricidade a resistência elétrica, a resistênciatérmica para paredes em série é igual a somatória das resistências.Rt =R1+R2=R3...Portanto, para o caso geral em que temos uma associação de paredes nplanas associadas em série o fluxo de calor é dado por : n T total  q , ondeRt Ri R1 R2 Rn Rt i 1FLUXO DE CALOR SARA PAREDES EMPARALELO:É usada a mesma formula para o calculo do fluxo;Assim como na eletricidade para se determinar a resistênciatotal em paralelo calcula-se aresistência individua dassuperfícies e utiliza-se a formula :Se a temperatura nas superfícies interna e externa são mantidas (fluxo constante) econhecida, de um lado e a um sorvedouro de calor do outro lado, também detemperatura constante e conhecida, do outro lado.O fluxo de calor total é a soma dos fluxos por cada parede individual. automobilistica.foz@gmail.com
  6. 6. http://tudosobreautomobilistica.blogspot.com.br/O fluxo de calor que atravessa a parede composta pode ser obtido em cadauma das paredes planas individualmente : k1 . A1 k2 . A2q1 .( T1 T2 );  q2 .( T1 T2 ) L1 L2O fluxo de calor total é igual a soma dos fluxos da equação 3.14 : k1. A1 k2 . A2 k1. A1 k2 . A2q   q1 q2 .(T1 T2 ) .(T1 T2 ) .(T1 T2 ) L1 L2 L1 L2A partir da definição de resistência térmica para parede plana temos que : L 1 k. AR k. A R LOu seja: 1 1 (T1 T2 ) 1 1 1q .(T1 T2 ) onde, R1 R2 Rt Rt R1 R2Portanto, para o caso geral em que temos uma associação de n paredesplanas associadas em paralelo o fluxo de calor é dado por : n T total 1 1 1 1 1  q , onde Rt Rt i 1 Ri R1 R2 RnSabe-se que a propagação em superfícies planatem efeito bidirecional, porempara efeito de cálculo adota-se condições unidimensionais. Entretanto, amedida que a diferença entre as condutividades térmicas das paredes domaterial isolante é muito grande, os efeitos bidimensionais são maiores,dependendo da exigência relativa a aplicação deve ser levado emconsiderações. automobilistica.foz@gmail.com

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