Transferência de Calor em Regime Transiente: Objetivos e Soluções de Heisler

TRANSFERÊNCIA DE CALOR EM REGIME TRANSIENTE continuação Componente Curricular CC Fenômenos de Transporte II BA001283 Professor Marcilio Machado Morais 1 OBJETIVOS DA AULA Transferência de calor unidimensional não permanente considerando sólido infinito placa plana cilindro maciço longo e esfera maciça Soluções de Heisler 1947 Cartas de Heisler para o perfil de temperatura placa plana T T x t cilindro maciço longo T T r t e esfera maciça T T r t Soluções de Heisler 1947 para o calor transferido na forma adimensional QQo f t para placa plana cilindro maciço longo e esfera maciça Transferência de calor em regime não permanente transiente em diferentes sistemas multidimensionais coordenadas cartesianas e cilíndricas 2 33 Transferência de calor unidimensional considerando sólido infinito Para sólidos com outras geometrias as soluções das equações do perfil de temperatura e do calor absorvidoperdido por estes sólidos foram apresentadas na forma gráfica por Heisler 1947 citado em HOLMAN 2002 2010 Gráficos apresentados nas Figuras 47 a 416 do Holman 2002 2010 Bi 01 F o 02 Fonte HOLMAN 2010 3 33 Transferência de calor unidimensional considerando sólido infinito Hipóteses Simplificadoras Regime não permanente transiente dTdt 0 ΔT ctes q cte Sem geração de calor qg 0 Sistema de transferência de calor unidimensional 4 33 Transferência de calor unidimensional considerando sólido infinito Hipóteses Simplificadoras continuação Sistema de Coordenadas Cartesianas T f x y Z t ou cilíndricas T f r θ Z t ou esféricas T f r θ φ t Propriedades constantes k ρ cp ctes Placa plana T T xt qxt qxt Gráficos apresentados nas Figuras 47 a 412 do Holman 2002 2010 Cartas de Heisler e nas Figuras 414 a 416 do Holman 2002 2010 gráficos de Gröber 1961 6 331 Placa plana que transfere calor por uma ou pelas duas faces Fonte HOLMAN 2010 Adaptado Fonte INCROPERA et al 2011 Adaptado 7 33 Transferência de calor unidimensional considerando sólido infinito Variação do adimensional de temperatura com relação ao tempo do eixo central de uma placa plana que transfere calor pelas duas faces Variação do adimensional de temperatura com relação à posição de uma placa plana que transfere calor pelas duas faces 11 Variação do adimensional de calor com relação ao tempo em uma placa plana que transfere calor pelas duas faces 12 332 Cilindro infinito maciço que transfere calor pela superfície lateral Fonte HOLMAN 2010 Adaptado 13 Variação do adimensional de temperatura com relação ao tempo do eixo central de um cilindro maciço infinito que transfere calor pela sua superfície lateral Variação do adimensional de temperatura com relação à posição de um cilindro infinito maciço que transfere calor pela sua superfície lateral 17 Variação do adimensional de calor com relação ao tempo em um cilindro infinito maciço que transfere calor pela sua superfície lateral 333 Esfera maciça que transfere calor pela superfície lateral Fonte HOLMAN 2010 Adaptado 19 Variação do adimensional de temperatura com relação ao tempo do centro de uma esfera maciça que transfere calor pela sua superfície lateral Variação do adimensional de temperatura com relação à posição de uma esfera maciça que transfere calor pela sua superfície 23 Variação do adimensional de calor com relação ao tempo em uma esfera maciça que transfere calor pela sua superfície 24 34 Transferência de calor em sistemas multidimensionais regime não permanente T T x z t Fonte HOLMAN 2010 Adaptado 25 34 Transferência de calor em sistemas multidimensionais regime não permanente Fonte HOLMAN 2010 Adaptado Gráficos apresentados nas Figuras 47 a 416 do Holman 2002 2010 Cartas de Heisler 34 Transferência de calor em sistemas multidimensionais regime não permanente A Placa semiinfinita PSI bidimensional Simbologia PSI placa semiinfinita 34 Transferência de calor em sistemas multidimensionais regime não permanente B Barra retangular infinita BRI bidimensional PI placa infinita SSI sólido semiinfinito placa infinita simbologia simbologia Simbologia CSI cilindro semiinfinito CI cilindro infinito SSI sólido semiinfinito 34 Transferência de calor em sistemas multidimensionais regime não permanente F Cilindro finito CF bidimensional ESTIMAÇÃO DO CALOR infinito PI placa infinita TOTAL TRANSFERIDO Q em sistemas multidimensionais Equações 422 e 423 do Holman 2010 Simbologia CSI cilindro finito CI cilindro 34 Transferência de calor em sistemas multidimensionais regime não permanente F Cilindro finito CF bidimensional Fonte ÇENGEL 2009 Adaptado 33 Na Figura 418 b do HOLMAN 2010 o correto para a barra retangular infinita é PX1 PX2 e não PX1 SX2 como está no livro Gráficos apresentados nas Figuras 47 a 416 do Holman 2002 2010 34 RESUMO DA AULA Transferência de calor unidimensional não permanente em sólidos infinitos Cartas de Heisler para o perfil de temperatura θθᵢ e o calor transferido θ₀tθᵢ função de 1Bᵢ e F₀ θₓθ₀t função de Q₀tQ₀ função de Bᵢ e F₀Bᵢ₂ função de 1Bᵢ e xL A Placa semiinfinita PSI bidimensional B Barra retangular infinita BRI bidimensional RESUMO DA AULA Coordenadas cartesianas C Barra retangular semiinfinita BRSI tridimensional 56 RESUMO DA AULA Coordenadas cilíndricas E Cilindro semiinfinito CSI bidimensional θ 57 F Cilindro finito CF bidimensional θ BIBLIOGRAFIA BIBLIOGRAFIA BIBLIOGRAFIA BIBLIOGRAFIA 42 FONTES FIGURAS slide de capa httpswwwpreparaenemcomfisicaconducaotermicahtm Acesso em 30032021 httpwwwfemunicampbrfranklinEM524aulaem524pdfaula25pdf Acesso em 30042021 httpswwwgestaoeducacionalcombrequilibriotermicooquee Acesso em 30042021 httpswwwessscobloganalisetermicapelometododeelementosfinitos Acesso em 30042021 httpsxdocscombrdocaulatcrtransiente2013jn67g1yy1gor Acesso em 30042021 httpswwwpasseidiretocomarquivo40489303conducaodecaloremregimetransiente Acesso em 30042021 httpsadvancesengcomtransientheatconductionthinlayersemiinfinitemediapolymershaping Acesso em 30042021 httpswwwcomsolptmodelaxisymmetrictransientheattransfer267 Acesso em 30042021 httpprofessorunisinosbrjcopettitranscalppgConducaopdf Acesso em 30042021 43