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UNIVERSIDADE EDUARDO MONDLANE – Faculdade de Engenharia Prof Dr. Engº Jorge Nhambiu 1 Transmissão de calor 3º ano
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Prof Dr. Engº Jorge Nhambiu 2 Aula 2. Equação diferencial de condução de calor ± Equação diferencial de condução de calor ± Dedução da equação Básica ± Aspectos Particulares da equação diferencial (leis de Fourier, Poisson e Laplace) ± Solução da Equação unidimensional de transferência de calor em regime permanente
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2.1 Introdução Prof Dr. Engº Jorge Nhambiu 3 A transferência de calor e a temperatura estão directamente relacionadas, mas são de natureza diferente. Diferente da temperatura o fluxo de calor tem magnitude e direcção, logicamente é um vector. Dai é necessário para além da magnitude, descrever a direcção para caracterizar por completo a transferência de calor num ponto.
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Prof Dr. Engº Jorge Nhambiu 4 2.1 Introdução O fluxo de calor tem direcção e magnitude, daí ser uma grandeza vectorial
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Prof Dr. Engº Jorge Nhambiu 5 2.1 Introdução Direcção do fluxo de transferência de calor (positivo na direcção positiva e negativo na direcção negativa)
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2.1 Introdução Prof Dr. Engº Jorge Nhambiu 6 A especificação da temperatura num ponto, primeiro requer a descrição da localização do tal ponto. Isso pode ser feito através da escolha de um sistema de coordenadas que pode ser rectangular, cilíndrico ou esférico, o que depende da forma do corpo e da posição conveniente do ponto de referência a utilizar.
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Prof Dr. Engº Jorge Nhambiu 7 2.1 Introdução Distâncias e ângulos envolvidos quando se descreve a localização de um ponto
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2.1 Introdução Prof Dr. Engº Jorge Nhambiu 8 Os problemas de transferência de calor são geralmente classificados em de regime transiente e de estado permanente. O termo permanente implica que não haja variações no tempo de nenhum ponto do meio, enquanto transiente, refere-se a problemas que tenham variação no tempo ou que sejam dependentes do tempo.
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Prof Dr. Engº Jorge Nhambiu 9 2.1 Introdução Condução transiente e estacionária em uma parede plana
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2.1 Introdução Prof Dr. Engº Jorge Nhambiu 10 Os problemas de transmissão de calor são geralmente classificados em unidirecionais bidireccionais e tridireccionais dependendo da magnitude da transferência de calor em cada uma das direcções e da precisão desejada na solução do problema. No caso geral o calor transmite-se de modo tridimensional.
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Prof Dr. Engº Jorge Nhambiu 11 2.2 Transferência de Calor Multidimensional Transferência de calor bidimensional numa barra rectangular longa
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Prof Dr. Engº Jorge Nhambiu 12 2.2 Transferência de Calor Multidimensional (W) dx dT kA Q cond = & (W) n T kA Q cond = & (2.1) (2.2) A Lei de Fourier para a transferência de Calor Unidimensional é dada por: Se n for a normal à superfície isotérmica no ponto P, a taxa de transferência de calor nesse ponto pode ser expressa pela Lei de Fourier do seguinte modo:
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Prof Dr. Engº Jorge Nhambiu 13 2.2 Transferência de Calor Multidimensional k Q j Q i Q Q z y x
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