Convecção

Resumo

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Para entendermos o que é convecção, pecisamos primeiro entender o que é transferência de calor.

A transferência de calor é uma transferência de energia que ocorre devido a uma diferença de temperatura entre dois meios (sólidos ou fluidos). Essa transferência pode ocorrer por três mecanismos diferentes: condução, convecção e radiação. O que nos interessa aqui hoje é a convecção.

Vamos começar imaginando uma situação: Você está no seu quarto e ao colocar a mão na parede você percebe que ela está bem quente. Um momento depois começa a entrar um ventinho bem fresquinho pela janela e ele fica batendo na parede que você sentiu quente anteriormente.

Você tem alguma ideia do que vai acontecer com a temperatura da parede?

O calor (energia) será transferido da parede para o vento (fluido) e assim a temperatura da parede vai diminuir.

Essa situação que vimos agora é um caso de transferência de calor por convecção.

De maneira geral, a convecção é o mecanismo de transferência de calor, no qual o movimento de um fluido resfria ou aquece uma superfície.

Vamos entender um pouco melhor o que acontece dando uma olhada nessa imagem aqui:

Esquema de transferência de calor por convecção
Esquema de transferência de calor por convecção

A temperatura que a superfície se encontra vamos chamar de e a temperatura que o fluido se encontra chamamos de .

No caso que vimos antes que a superfície (parede) está mais quente que o fluido (vento) haverá um fluxo de calor que será transferido da parede para o vento, representado por na imagem. Esse fluxo de calor por convecção tem a contribuição de dois fenômenos:

  • Difusão: A quantidade de energia que passa de molécula em molécula
  • Adevecção: A quantidade de energia que é carreada pelo movimento macroscópico do fluido

Calculamos esse fluxo de calor pelo que chamamos de Lei do Resfriamento de Newton. A Lei é a seguinte:

Onde:

  • é o fluxo de calor por convecção;
  • é a temperatura da superfície;
  • é a tempratura do fluido;
  • é o que chamamos de coeficiente de convecção, e depende de várias parâmetros relacionados ao escoamento do fluido.

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Raio-X

Livros Resolvidos

  • Mecânica dos Fluídos - Franco Brunetti
  • Introdução à Mecânica dos Fluidos - Fox
  • Incropera - Fundamentos de Transferência de Calor e de Massa - Theodore L. Bergman e Adrienne Lavine
  • Transferência De Calor E Massa: Uma Abordagem Prática - Yunus A. Çengel
  • Mecânica dos Fluidos: Fundamentos e Aplicações - Yunus A. Çengel
  • Mecânica dos Fluidos - Frank White
  • Conteúdos Complementares

    Conceitos de Convecção

    Trocador de Calor