PG0054 Transferência de Calor B

Transcrição

1 PG0054 Transferência de Calor B Prof. Dr. Thiago Antonini Alves thiagoaalves@utfpr.edu.br

2 Aula 0 09/08/2016 Apresentação do Plano de Ensino 2016/2

3 Sumário Objetivos Ementa Conteúdo Programático Introdução à Convecção Escoamento Externo Escoamento Interno Convecção Natural Ebulição e Condensação Trocadores de Calor Procedimentos de Ensino 3/25

4 Procedimentos de Avaliação Critério de Aprovação Datas das Avaliações Referências Referências Básicas Referências Complementares 4/25

5 Objetivos 5/25

6 Estudar o processo de transferência de calor por convecção forçada, por convecção natural e por mudança de fase com aplicação em sistemas industriais. 6/25

7 Ementa 7/25

8 Introdução à Convecção Escoamento Externo Escoamento Interno Convecção Natural Ebulição e Condensação Trocadores de Calor 8/25

9 Conteúdo Programático 9/25

10 Introdução à Convecção As camadas-limite da convecção. Coeficientes convectivos local e médio. Escoamentos laminar e turbulento. As equações de camada-limite. Similaridade na camada-limite. Significado físico dos parâmetros adimensionais. Analogia das camadaslimite. Os coeficientes convectivos. 10/25

11 Escoamento Externo O método empírico. A placa plana em escoamento paralelo. Metodologia para um cálculo de convecção. O cilindro em escoamento cruzado. A esfera. Escoamento externo cruzado em matrizes tubulares. 11/25

12 Escoamento Interno Considerações fluidodinâmicas. Considerações térmicas. O balanço de energia. Escoamentos laminar e turbulento em tubos circulares: análise térmica e correlações convectivas. Correlações convectivas: tubos não-circulares e a região anular entre tubos concêntricos. 12/25

13 Convecção Natural Introdução à convecção natural. As equações da convecção natural. Considerações de similaridade. Convecção natural sobre uma superfície vertical. Os efeitos da turbulência. Correlações empíricas: convecção natural em escoamentos externos. Convecção natural no interior de canais formados entre placas paralelas. Correlações empíricas: espaços confinados. Convecção mista. 13/25

14 Ebulição e Condensação Parâmetros adimensionais na ebulição e na condensação. Modos de ebulição. Ebulição em piscina. Ebulição com convecção forçada. Condensação: mecanismos físicos. Condensação em filme laminar. Condensação em filme turbulento. Condensação em gotas. 14/25

15 Trocadores de Calor Tipos de trocadores de calor. O coeficiente global de transferência de calor. Análise de trocadores de calor: utilização da média logarítmica das diferenças de temperaturas. Análise de trocadores de calor: o método da Efetividade-NUT. Cálculo de projetos e de desempenho de trocadores de calor: uso do método Efetividade-NUT. 15/25

16 Procedimentos de Ensino 16/25

17 Aulas expositivas do conteúdo programático com a utilização de recursos audiovisuais. Listas de exercícios e trabalhos para fixação do conteúdo. Nesta disciplina haverá monitoria e estágio docência (PPGEM). 17/25

18 Procedimentos de Avaliação 18/25

19 Critério de Aprovação Serão realizadas 2 (duas) avaliações. As notas serão em uma escala de 0,0 (zero) a 10,0 (dez). A média da disciplina, MD, será calculada por MD = 0,9 MP + 0,1 ML MP: é a média aritmética das avaliações ML: é a média aritmética das listas de exercícios 19/25

20 O discente será aprovado se obtiver MD 6,0 (seis) com frequência igual ou superior a 75% das aulas ministradas. Terá direito à Prova de Recuperação (PR) o discente que obtiver frequência mínima de 75 %. Após a Prova de Recuperação será aprovado o discente que obtiver nota igual ou superior a 6,0 (seis). 20/25

21 Datas das Avaliações P1: 04/10/2016 P2: 29/11/2016 Prova de Recuperação: 06/12/ /25

22 Referências 22/25

23 Referências Básicas BERGMAN, T.L., LAVINE, A.S., INCROPERA, F.P. & DEWITT, D.P., Fundamentos de Transferência de Calor e de Massa. Rio de Janeiro, RJ: LTC, 672p. ÇENGEL, Y.A. & GHAJAR, A.J., Transferência de Calor e Massa: Uma Abordagem Prática. Porto Alegre, RS: McGraw-Hill, 904p. 23/25

24 Referências Complementares KREITH, F. & BOHN, M.S., Princípios de Transferência de Calor. São Paulo, SP: Thomson, 623p. ÖZISIK, M.N., Heat Conduction. New York, NY, USA: John Wiley & Sons, 692. CARSLAW, H.S. & JAEGER, J.C., Conduction of Heat in Solids. New York, NY, USA: Oxford, 510p. BEJAN, A., Convection Heat Transfer. Hoboken, NJ, USA: John Wiley & Sons, 694p. 24/25

25 KAYS, W., CRAWFORD, M. & WEIGAND, B., Convective Heat and Mass Transfer. New York, NY, McGraw-Hill, 546p. HOWELL, J.R., SIEGEL, R. & MENGUC, M.P., Thermal Radiation Heat Transfer. Boca Raton, FL, USA: CRC, 987p. ROHSENNOW, W.M., HARTNETT, J.P. & CHO, Y.I., Handbook of Heat Transfer. New York, NY: McGraw-Hill, 1344p. BEJAN, A. & KRAUS, A.D., Heat Transfer Handbook. Hoboken, NJ, USA: John Wiley & Sons, 1480p. 25/25