Visita Encydia-Wikilingue.com

Transmissão de calor

transmissão de calor - Wikilingue - Encydia

Em física , a transferência de calor é o passo de energia térmica desde um corpo de maior temperatura a outro de menor temperatura. Quando um corpo, por exemplo, um objecto sólido ou um fluído, está a uma temperatura diferente da de seu meio ou outro corpo, a transferência de energia térmica, também conhecida como transferência de calor ou intercâmbio de calor, ocorre de tal maneira que o corpo e seu meio atinjam equilíbrio térmico. A transferência de calor sempre ocorre desde um corpo mais quente a um mais frio, como resultado da lei zero da termodinámica. Quando existe uma diferença de temperatura entre dois objectos em proximidade um do outro, a transferência de calor não pode ser detida; só pode se fazer mais lenta.


Conteúdo

Isolamento e barreiras de radiación

Artigo principal: Isolamento térmico

Os aislantes térmicos são materiais especificamente desenhados para reduzir o fluxo de calor limitando a condução, convección ou ambos. As barreiras de radiación, são materiais que refletem a radiación, reduzindo assim o fluxo de calor de fontes de radiación térmica. Os bons aislantes não são necessariamente boas barreiras de radiación, e vice-versa. Os metais, por exemplo, são excelentes reflectores mas muito maus aislantes.

A efectividad de um aislante está indicado por sua resistência (R). A resistência de um material é o inverso do coeficiente de condução (k) multiplicado pela espessura (d) do aislante. As unidades para a resistência são no Sistema Internacional: (K•m²/W).

{R} = {d \over k}, \qquad {C} = {Q \over m \Delta T}

A fibra de vidro rígida, um material aislante usado comummente, tem um valor R de 4 por polegada, enquanto o cemento, um mau condutor, tem um valor de 0.08 por polegada.[1]

A efectividad de uma barreira de radiación está indicado por sua reflectividad, a qual é uma fracção da radiación refletida. Um material com uma alta reflectividad (em uma longitude de onda) tem uma baixa absorbitividad, e portanto uma baixa emisividad. Um reflector ideal tem um coeficiente de reflectividad igual a 1, o que significa que reflete o 100% da radiación entrante. Por outro lado, no caso de um corpo negro, o qual tem uma excelente absorbitividad e emitividad da radiación térmica, seu coeficiente de reflectividad é quase 0. As barreiras de radiación tem uma grande aplicação em engenharia aeroespacial; a grande maioria dos satélites usam várias capas aislantes aluminizadas que refletem a luz solar, o que permite reduzir a transferência de calor e controlar a temperatura do satélite.

Intercambiadores de calor

Artigo principal: Intercambiador de calor

Um intercambiador de calor é um dispositivo construído para trocar eficientemente o calor de um fluído a outro, tanto se o fluído estão separados por uma parede sólida para prevenir sua mistura, como se estão em contacto directo. Os cambiadores de calor são muito usados em referigeração, acondicionamiento de ar, calefacção, produção de energia, e processamento químico. Um exemplo básico de um cambiador de calor é o radiador de um carro, no que o líquido de radiador quente é arrefecido pelo fluxo de ar sobre a superfície do radiador.

As disposições mais comuns de cambiadores de calor são fluxo paralelo, contracorriente e fluxo cruzado. No fluxo paralelo, ambos fluídos se movem na mesma direcção durante a transmissão de calor; em contracorriente, os fluídos movem-se em sentido contrário e em fluxo cruzado os fluídos movem-se formando um ângulo recto entre eles. Os tipos mais comuns de cambiadores de calor são de carcasa e canos, de duplo cano, cano extruido com barbatanas, cano de barbatana torque, cano em Ou, e de placas. Pode obter-se mais informação sobre os fluxos e configurações dos cambiadores de calor no artigo intercambiador de calor.

Quando os engenheiros calculam a transferência teórica de calor em um intercambiador, devem lidiar com o facto de que o gradiente de temperaturas entre ambos fluídos varia com a posição. Para solucionar o problema em sistemas simples, costuma usar-se a diferença de temperaturas média logarítmica (DTML) como temperadura 'média'. Em sistemas mais complexos, o conhecimento directo da DTML não é possível e em seu lugar pode se usar o método de número de unidades de transferência (NUT).

Transferência de calor em ebullición

Vejam-se também: ebullición e fluxo de calor crítico

A transferência de calor em líquidos em ebullición é complexa, mas de uma importância técnica considerável. Caracteriza-se por uma curva em forma de S" ao relacionar o fluxo de calor com a diferença de temperaturas em superfície (ver Kay & Nedderman 'Fluuam Mechanics & Transfer Processes', CUP, 1985, p529).

A temperaturas baixas da superfície calefactada não sucede a ebullición e a taxa de transferência de calor está controlada pelos mecanismos habituais de uma sozinha fase. À medida que a temperatura da superfície calefactada eleva-se, vai produzindo-se ebullición localmente e começam-se a formar borbulhas de vapor (diz-se que há nucleación de borbulhas de vapor), crescem para o líquido circundante mais frio e colapsan. A altas taxas de nucleación de borbulhas, as mesmas borbulhas começam a interferir no processo de transferência de calor e dita transferência deixa de elevar-se rapidamente com a temperatura da superfície calefactada (isto é o departure from nucleate boiling). A temperaturas maiores, atinge-se um máximo na transferência de calor (o fluxo de calor crítico). A queda da transferência de calor que se sucede a seguir explicar-se-ia pela alternancia de períodos de ebullición nucleada com outros períodos de ebullición em filme.

A temperaturas da superfície calefactada ainda maiores, se atinge um regime de ebullición em filme, hidrodinámicamente mais tranquilo. A quantidade de calor que atravessa o filme de vapor por unidade de tempo é pequena, mas cresce lentamente com a temperatura. Se desse-se o caso de um contacto entre o líquido e a superfície calefactada, desencadear-se-ia um processo extremamente rápido de nucleación de um novo filme de fase vapor (nucleación espontánea).

Disciplinas académicas

Os fenómenos de transferência são geralmente parte do programa de estudos de engenharia química, Engenharia Agrícola ou engenharia mecânica. Comummente, os conhecimentos sobre termodinámica são uma condição prévia para o estudo da transmissão de calor, dado que as leis da termodinámica são essenciais para compreender o mecanismo da transferência de calor. Outras disciplinas relacionadas com a transmissão de calor incluem a conversão de energia, termofluidos e transferência de matéria.

Os métodos de transferência de calor usam-se nas seguintes disciplinas, entre outras:

Veja-se também

Referências

  1. Two websites: E-star and Coloradoenergy

Revistas relacionadas

Em inglês:

Enlaces externos

Em inglês:

Obtido de http://ks312095.kimsufi.com../../../../articles/a/r/t/Artes_Visuais_Cl%C3%A1sicas_b9bf.html"