111036772 fenomenos de transporte ii apresentacao

7/29/2019 111036772 Fenomenos de Transporte II Apresentacao

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FENMENOS DE TRANSPORTE II

Mecanismos de transferncia de calor;

Equao geral do transporte molecular;

Mtodos para estimar a condutividade trmica em gases, lquidos

e slidos;

Prof Leonl Garcell Punhns

Acadmicos: Dayvison Coelho

Marjara Maquin

UNIVERSIDADE DO ESTADO AMAZONAS-UEAESCOLA SUPERIOR DE TECNOLOGIA

ENGENHARIA-QUMICA


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Mecanismos de transferncia de calor

Diferena de

temperaturaEquilbrio trmico

Conduo;

Conveco;


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Meio estacionrio;

Energia transmitida por meio da comunicaomolecular direta;

Conduo:


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Resultado da transferncia de calor entre uma superfcie oufludo em movimento;

Sem conduo no h conveco;

Energia pode ser transmitida atravs do movimento globaldo fludo;

Pode ser simples (natural) ou forada;

Conveco:


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Em uma interface slido-fluido, a densidade de fluxo decalor por conveco que se transfere, do slido para o

fluido ou vice e versa, pode ser expressa por:

Sendo ho coeficiente de transferncia de calor, e (T)a diferencia de temperatura entre o slido e a mdia dofluido, (Tw - Tb). O coeficiente h representa a resistnciado fluido transferncia de calor.

Conveco:

q = h (T)


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Tipo de transporte de calor, no qual o movimento dofluido no gerado por qualquer fonte externa;

Energia trmica gerada apenas por diferenas dedensidade no fluido ocorrendo devido a gradientes detemperatura;

Conveco Simples (natural):


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Tipo de transporte de calor, no qual o movimento do fluido gerado por alguma fonte externa;(como uma bomba, ventilador,dispositivo de suco, etc.);

Considerada como um dos principais mtodos de transferncia de

calor til como quantidades significativas de energia trmicapodem ser transportadas de forma muito eficiente;

Mecanismo muito comumente encontrado na vida cotidiana,incluindo aquecimento central, turbinas de vapor, ar condicionadose em muitas outras mquinas;

Conveco forada:


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Lei de FourierUma parede de tijolos refratrios, em um forno, tem 20 cm de espessura e uma

condutividade trmica de

A superfcie interior, no lado da combusto, se encontra a 1000C, e a superfcie

exterior a 50C. Determinar o fluxo de calor para o exterior, atravs da parede, se

a rea de transferncia, A, desta de 10 m2.

SOLUO:

De acordo com a Lei de Fourier :

yd

Tdkq

2

7838475065,1m

Wq

Logo, pela expresso (1):

Cm

W65,1k

yd

Td

sendo (Condutividade trmica da parede)

Para determinar o valor do gradiente detemperatura

fora impulsora do fluxo decalor atravs da parede

CmW1,65


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A

Qq

kWWAqQ .4,7878380107838

densidade de fluxo de calorA superficie transversal tem um rea de 10 m2, portanto, o fluxo de calorna direo dogradiente de temperatura ser:

20,0

501000

espessura

TT

y

T

yd

Td inicialfinal

m

C

yd

Td 4750


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Clculo da condutividade Trmica de GsMonoatmico a Baixa Densidade

Estime a condutividade Trmica do oxignio a 300K e a baixa presso.

SOLUO:O peso molecular do O2 de 32,00; sua capacidade calorfica molar Cp a 300K ebaixa presso 7,019 cal/g-mol. Atravs da Tabela 1 obtemos os parmetros de

Lennard-Jones para o oxignio molecular sendo =

3,433 e /k = 113K. A 300Kento kT/ = 300/113=2,655. Na Tabela2 encontramos = 1,074. A viscosidadecalculada pela equao:

scmgTM

./10.6693,2

1

2

5

)1047()433,3(

)300).(00,32(10.6693,2

2

5

scmg ./10.065,2 5


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Pela equao de aproximao de Euken para acondutividade trmica :

KscmcalMRCpk ../)/()4

5(

Kscmcal ../)00,32/)10.065,2()484,2019,7( 4

Kscmcal ../10.14,6 5

Kscmcal ../10.35,6 5Prximo ao valor experimental de:


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Previso da condutividade Trmica de uma Misturade Gases a Baixas Densidades

Faa uma previso da condutividade trmica da seguinte mistura de gases

a 1 atm e 289K a partir de dados dos componentes puros mesma presso

e temperatura.

Espcies Frao

molar (X)

Peso

molecul

ar (M) X 10^-7(g/cm.s)

K X 10^7(Cal/cm.s.K)

CO2 1 0,133 44,010 1462 383

O2 2 0,039 32,000 2031 612

N2 3 0,828 28,016 1754 627


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M/M / X

1 1 1,000 1,000 1,000

2 1,375 0,720 0,730 0,763

3 1,571 0,720 0,727

2 1 0,727 1,389 1,394

2 1,000 1,000 1,000 1,057

3 1,142 1,158 1,006

3 1 0,637 1,200 1,370

2 0,876 0,864 0,993 1,049

3 1,000 1,000 1,000


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049,1

)10)(627)(828,0(

057,1

)10)(612)(039,0(

763,0

)10)(383)(133,0(777

k

Kscmcalk ../10.584 7

SOLUO:

Substituindo-se na equao:

n

in

j

ijj

iimes

x

kxk

1

1


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Seleo do mtodo e da equao de clculoNo caso da condutividade trmica de uma mistura gasosa, poderiam utilizar-se os mtodos (1) e (2).Pelo mtodo (1) pode utilizar-se o grfico da Fig.1. Para isso, necessrio determinar as propriedadespseudocrticas e reduzidas.

Fig. 1. Dependncia da condutividade trmica da temperatura e da presso para gases e misturas gasosas.

n

i

cic

n

i

cic

n

i

cic

i

i

i

TxT

PxP

kxk

1

1

1

'

'

'

c

r

cr

P

PP

T

TT

'

'


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Bibliografia

1)Texto bsico da disciplina: Garcell P., Daz G., Surs C., Transferencia dequantidade de movimiento, calor e massa. Ed. Pueblo y Educacin. LaHabana. Cuba. 1988.

2) Bird, B .R.; Steward, W.E. e Ligtfood, Fenmenos de Transporte (2da.

Edio). Ed. Gen LTC, Rio de Janeiro, 2004.


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Obrigado!!!

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