No caso da clt a transferência de calor ocorre por

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No caso da CLT a transferência de calor ocorre por condução na superfície da placa (y=0) e por convecção na região da camada- limite. Os efeitos térmicos da superfície não são notados a partir do ponto y t = d , no qual a razão do gradiente de temperatura atinge 99% T T(x) T T 0,99 s s - - = . O tipo de escoamento depende da geometria, da rugosidade e da geometria da superfície, da sua temperatura, do tipo e da velocidade do fluido. É possível verificar se o escoamento é do tipo laminar ou turbulento por meio do experimento descrito por Osborne Reynolds. Leia sobre este experimento nas páginas 384-386 do Capítulo 6, Fundamentos da convecção, em: ÇENGEL, Y. A.; GHAJAR, A. J.; KANOGLU, M. T ransferência de calor e massa: uma abordagem prática. 4. ed. Porto Alegre: AMGH, 2012. 904p. Pesquise mais Figura 2.3 | Desenvolvimento da CLT sobre uma placa aquecida Fonte: Bergman et al. (2017, p. 243).
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U2 - Princípios da convecção de calor 70 Reflita No escoamento turbulento aparecem vórtices que misturam parcelas do fluido que estão distantes uma das outras. Essa mistura favorece ou prejudica as trocas térmicas? Ou seja, as taxas de transferência convectiva de calor são maiores no escoamento laminar ou turbulento? Por quê? Na prática, você espera que a maioria dos escoamentos sejam laminares ou turbulentos? Neste momento do estudo você pode estar se perguntando como é possível descrever as propriedades do fluido dentro da camada-limite? Felizmente é sobre isso que estudaremos agora. Para estudarmos a convecção precisamos realizar um balanço de energia. Entretanto, como a convecção está associada ao movimento de parcelas do fluido que apresentam temperaturas distintas, devemos trabalhar juntamente com o balanço de quantidade de movimento e da equação da continuidade. Para simplificar, consideramos escoamento permanente bidimensional de fluido Newtoniano com propriedades constantes. Além disso, u(x,y) e v(x,y) serão as velocidades do fluido na direção x e y, respectivamente, e V é a velocidade do fluido longe da camada- limite. Os balanços necessários são realizados em um elemento diferencial do fluido no interior da camada-limite, conforme esquematizado na Figura 2.4. Figura 2.4 | Elemento diferencial na camada-limite para balanços Fonte: adaptado de Çengel; Ghajar; Kanoglu (2012, p. 389-392).
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U2 - Princípios da convecção de calor 71 A equação da continuidade nos mostra que a quantidade de massa que entrar no elemento diferencial deve ser igual à quantidade que deixa o mesmo elemento para um mesmo intervalo de tempo. Matematicamente é possível demonstrar que: + = u x v y 0 (BM) Para o balanço de quantidade de movimento na direção x, devemos partir da segunda lei de Newton do movimento. Essa lei demonstra que a força, agindo na direção x no elemento de fluido, é igual à massa do fluido vezes sua aceleração nessa direção, ou então, que a força é igual à diferença entre as taxas de entrada e saída de quantidade de movimento. Após várias etapas matemáticas,
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  • Fall '19
  • equação, condutividade térmica, Condução térmica

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