M??todos de transferencia de calor

Calor e temperatura


Calor: É uma forma de energia térmica em trânsito, ou
seja, está sempre se transferindo de um corpo com
maior temperatura para um corpo de menor
temperatura. O calor não pode ser armazenado; o que
pode ser feito é apenas facilitar ou dificultar sua
transferência.
Temperatura: É uma medida da energia cinética, isto é,
da energia de vibração das moléculas que compõem um
certo corpo. Quanto mais intensa é a vibração das
moléculas, maior será a temperatura do corpo em
questão. É justamente a diferença de temperatura entre
dois corpos que promove a transferência de calor.
Mecanismos de transferência de
calor: condução
É um método no qual o calor flui pelo
contato direto, molécula a molécula, do
corpo. Ocorre normalmente em corpos
sólidos. Nas caldeiras, a condução ocorre
no metal dos tubos e dispositivos de troca
térmica, onde o calor flui da face de maior
temperatura (em contato com os gases
quentes ou fornalha) para a de menor
temperatura (por onde circula a água).
Mecanismos de transferência de
calor: condução
Lei de Fourier:
q  k . A.
(Tq  T f )
l
Tq > Tf
k=Condutividade térmica (W/h.m2.ºC)
T = Temperatura
A = Área
Figura 2: Ilustração mostrando transferência de calor por condução
Mecanismos de transferência de
calor: convecção
É um processo que consiste basicamente na
transferência de calor envolvendo corpos
fluidos (líquidos ou gases). A convecção é
sinal de movimento, podendo ser natural
ou forçada. Nas caldeiras, ocorre
transferência de calor por convecção dos
gases quentes para as superfícies dos
tubos e das superfícies aquecidas dos
tubos para a água.
Mecanismos de transferência de
calor: convecção
Lei do Resfriamento de Newton
q  h . A. (T  Tp )
T8 > Tp
h = Coeficiente de transferência de
calor por convecção (W/m2.ºC)
Figura 3: Ilustração mostrando transferência de calor por convecção
Mecanismos de transferência de
calor: radiação
É
um
processo
predominante
em
temperaturas mais elevadas (acima de
500ºC). O calor neste caso é transmitido
por meio de ondas eletromagnéticas.
Altamente dependente da diferença de
temperatura. Numa caldeira, ocorre
transferência por radiação do fogo para a
área irradiada da fornalha.
Mecanismos de transferência de
calor: radiação
Lei de Radiação
q   .  . A . (Tq  Tf )
4
4
 = Emissividade
 = Cte. Stefan-Boltzman
(5,669.10-8 W/m2.K4)
Figura 4: Ilustração mostrando transferência de calor por radiação