CONVECÇÃO

CONVECÇÃO

1. coeficientes Convectivos Locais e Médios

   • transferência de Calor
     • transferência de calor por convecção local e total. (a) Superfície de forma arbitrária. (b) Placa plana
       • coeficiente convectivo médio h para toda a superfície, a taxa de transferência de calor total

2. objetivo

   • desenvolver
     • meios para executar cálculos envolvendo a transferência por convecção
   • adquirir
     • compreensão dos mecanismos físicos que embasam a transferência por convecção

3. Transferência de energia entre uma superfície e um fluido em movimento sobre essa superfície

   • Inclui
     • transferência de energia pelo movimento global do fluido (advecção)
     • pelo movimento aleatório das moléculas do fluido (difusão)

4. camada-limite de velocidade

   • atrito Superficial
   • desenvolvimento da camada-limite de velocidade sobre uma placa plana
     • a grandeza δ é chamada de espessura da camada-limite
       • definida como o valor de y para o qual u = 0,99u∞

5. camada-Limite Térmica

   • transferência de calor por Convecção
   • desenvolvimento da camada-limite térmica sobre uma placa plana isotérmica
     • sua espessura δt é definida, tipicamente, como o valor de y no qual a razão [(Ts – T)/(Ts – T∞)] = 0,99
     • aumento da distância a partir da aresta frontal, os efeitos da transferência de calor penetram cada vez mais na corrente livre e a camada-limite térmica cresce

6. camada-Limite de Concentração

   • transferência de massa por Convecção
   • desenvolvimento da camada-limite de concentração de uma espécie sobre uma placa plana
     • camada-limite de concentração é a região do fluido na qual existem gradientes de concentração
       • sua espessura δc é tipicamente definida como o valor de y no qual [(CA,s – CA)/(CA,s – CA,∞)] = 0,99
     • aumento da distância da aresta frontal
       • os efeitos da transferência da espécie penetram cada vez mais na corrente livre
         • camada-limite de concentração cresce

7. equações da Camada-Limite

   • desenvolvimento das camadas-limite de velocidade, térmica e de concentração em uma forma arbitrária
     • sem geração de energia térmica
     • forças de corpo desprezíveis
     • desprezam-se gradientes na superfície (x), consideram-se gradientes em y
     • escoamento não é reativo
   • continuidade
   • momento na direção x
   • conservação da energia
   • conservação de uma espécie

8. escoamentos Laminar e Turbulento

   • camadas limite térmica e de concentração e os escoamentos
     • influenciadas pela natureza do escoamento
     • comportamento similar a camada limite de velocidade
   • desenvolvimento da camada-limite de velocidade sobre uma placa plana
     • movimento do fluido é caracterizado por componentes da velocidade nas direções x e y
       • afastando da superfície se faz necessário pela desaceleração do fluido próximo à parede na medida em que a camada-limite cresce na direção x
     • há diferenças marcantes entre as condições
       • escoamento laminar
         • o movimento do fluido é altamente ordenado
           • é possível identificar linhas de corrente ao longo das quais as partículas do fluido se movem
         • espessura da camada-limite aumenta e que os gradientes de velocidade em y = 0 diminuem no sentido do escoamento (aumento de x)
         • tensão cisalhante localτs também diminui com o aumento de x
       • escoamento turbulento
         • altamente irregular
         • movimento tridimensional aleatório de parcelas relativamente grandes do fluido
         • condições caóticas que caracterizam o escoamento turbulento
           • flutuações de velocidade e de pressão ocorrem em qualquer ponto no interior da camada-limite turbulenta

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