TRANSFERENCIA DE CALOR E MASSA II – CAP 6
1. Qual é a diferença enre u! "#e$"iene de ran%fer&n"ia ran%fer&n"ia de "al#r '#r "#n(e"ç)# l#"al e !édi#* Quai% %)# a% %ua% unidade%*
Enquanto o coefciente de convecção local trata-se apenas de um determinado ponto , o coefciente de convecção média se calcula pela integral de toda área superfcial envolvida. As unidades são: W/m.!.
+. O ,ue ,ue é lei de Fi"Fi"-* * "ode-se esta#elecer uma relação entre o gradiente espacial de concentração $a de um soluto em um %uido e a ta&a de trans'er(ncia deste soluto no espaço. A equação constitutiva que 'ornece ' ornece esta relação é con)ecida como lei de *ic+. . O ,ue é u! !aer !aerial ial i%#r/'i i%#r/'i"#* "#*
um material que as propriedades 'sicas são iguais em todas as direçes.
0. O ,ue %)# "a!ada% "a!ada%li!ie li!ie de (el#"id (el#"idade2 ade2 ér!i"a ér!i"a e de "#n"enraç)#* S#3 ,uai% "#ndiç4e% ela% %e de%en(#l(e!*
$amada-limite de velocidade *luidodin0mica1: A velocidade varia em 'unção de 2 através da camada-limite. 3essa 'orma, o escoamento é caracteri4ado por possuir duas regies distintas, uma fna camada de %uidoa camada limite1, onde os gradientes da velocidade e as tenses cisal)antes são grandes e uma região e&terior 5 camada-limite, onde os gradientes de velocidade e tenses cisal)antes são despre4veis. $amada-limite térmica: 6e desenvolve quando )á di'erença de temperaturas entre entre o %uido na corrente livre e super'cie. As partculas do %uido que entram em contato com a placa atingem o equil#rio térmico na temperatura superfcial da placa e então trocam energia com as da camada de %uido ad7acente, causando um gradiente de temperatura no %uido. $amada-limite de concentração: 3etermina a trans'er(ncia trans'er(ncia de massa por convecção. 6e desenvolve quando )á uma mistura #inária das espécies qumicas A e 8 com $A,sup di'erente de $A,%uido concentração molar1. 5. Que rande7a rande7a% % !uda! "#! a '#%iç)# '#%iç)# e! u!a "a!ada "a!ada li!ie de (el#"idade* E! u!a "a!ada li!ie ér!i"a* E! u!a "a!adali!ie de "#n"enraç)#*
$amada-limite de velocidade: o gradiente de velocidade na super'cie depende da dist0ncia & da aresta 'rontal da placa. $onsequentemente, a tensão cisal)ante na super'cie e o coefciente de atrito tam#ém dependem de &. $amada-limite térmica: 9s-9oo1 é uma constante independente de &, enquanto a espessura da camada-limite térmica cresce com o aumento de &, os gradientes de temperatura na camadalimite diminuem com o aumento de &, qs e ) tam#ém diminuem com o aumento de &. 6. Re"#n8e"end# ,ue a ran%fer&n"ia de "al#r 9!a%%a: '#r "#n(e"ç)# é f#re!ene in;uen"iada 'ela% "#ndiç4e% a%%#"iada% a# e%"#a!en# d# ;uid# %#3re u!a %u'erf<"ie2 "#!# '#de!#% deer!inar # ;u=# de "al#r 9de u!a e%'é"ie: "#n(e"i(# a'li"and#%e a lei de F#urier 9Fi"-: n# ;uid# na %u'erf<"ie*
A relação entre as condiçes na camada-limite térmica e o coefciente de trans'er(ncia de calor por convecção pode ser o#tido utili4ando-se a lei de *ourier no %uido, em 2;<. ' '
qs
=−k
∂t ∂y
>. De(e!#% e%'erar ,ue a% ran%fer&n"ia% de "al#r e de !a%%a !ude! "#! a ran%iç)# da "a!adali!ie la!inar 'ara ur3ulena* Se %i!2 "#!#*
3epois de atingir a camada-limite laminar o comportamento altamente ordenado continua até que uma 4ona de transição é atingida, ao longo do qual ocorre uma conversão das condiçes laminares para as tur#ulentas. As condiçes na 4ona de transição mudam com o tempo, com o escoamento 5s ve4es mostrando comportamento laminar e 5s ve4es e&i#indo caractersticas de escoamento tur#ulento.
?. Que a'r#=i!aç4e% e%'e"iai% '#de! %er feia% 'ara "#ndiç4e% n# ineri#r de "a!adali!ie de (el#"idade2 ér!i"a% e de "#n"enraç)# $na%* @. C#!# # n!er# de ReBn#ld% é de$nid#* Qual é a %ua iner'reaç)# f<%i"a* Qual é # 'a'el re're%enad# 'el# n!er# de ReBn#ld% "r<i"#*
= n>mero de ?e2nolds representa a ra4ão entre as 'orças de inércia e viscosas. ℜ x =
ρuoo μ
@a determinação se a camada-limite é laminar ou tur#ulenta, 'requentemente é ra4oável supor que a transição comece um
um certo local &c, esse local é determinado pelo ?e2nolds $rtico. 1. Qual é a de$niç)# d# n!er# de Prandl* C#!# # %eu (al#r afea # "re%"i!en# relai(# da% "a!ada% li!ie de (el#"idade e ér!i"a n# e%"#a!en# la!inar %#3re u!a %u'erf<"ie*
?a4ão entre as di'usividades de momento e térmica. = valor de "r in%uencia 'ortemente o crescimento relativo das camadas-limite de velocidade e térmica para camadas-limite laminares. 11. Qual é a de$niç)# d# nu!er# de S"8!id* E a d# n!er# de Lei%* Quai% %)# %ua% iner'reaç4e% e f<%i"a% e "#!# ela% in;uen"ia! # de%en(#l(i!en# relai(# da% "a!ada%li!ie de (el#"idade2 ér!i"a e de "#n"enraç)# n# e%"#a!en# la!inar %#3re u!a %u'erf<"ie*
@>mero de 6c)midt ?a4ão entre as di'usividades de momento e mássica. @>mero de 6c)midt determina as espessuras relativas das camadas-limite de velocidade e de concentração. @>mero de BeCis ?a4ão entre as di'usividades térmica e mássica. @>mero de BeCis determina as espessuras relativas das camadas-limite térmica e de concentração.
1+. O ,ue é "#e$"iene de ari#* E # n!er# de Nu%%el* E # nu!er# de S8eer##d* Para # e%"#a!en# e! u!a e#!eria e%'e"i$"ada2 ,uai% %)# #% 'ar!er#% inde'endene% ,ue deer!ina! #% (al#re% l#"al e !édi# de%%a rande7a*
$oefciente de atrito 9ensão de cisal)amento adimensional na super'cie. @>mero de @usselt Dradiente de temperatura adimensional na super'cie. @>mero de 6)eerCood Dradiente de concentração adimensional na super'cie. 3ependem do n>mero de ?e2nolds, "randtl e 6c)midt.
1. S#3 ,uai% "#ndiç4e% a% "a!ada%li!ie de (el#"idade2 ér!i"a e "#n"enraç)# '#de! %er dia% anl#a%* Qual é a 3a%e f<%i"a 'ara e%%e "#!'#ra!en# anl#a*
