convecÇÃo natural.ppt [modo de...

30/10/2008

1

Superfície aquecida aquece o

ar ao seu redor

Ar aquecido sobe (mais leve)

Ar quente é substituído pelo ar frio (mais pesado)

Inicia-se a circulação do ar

CONVECÇÃO NATURAL

Fenômenos de Transporte II - Profa. Cintia B. Gonçalves

O movimento do fluido é ocasionado pela presença combinada de um gradiente de densidade do fluido e uma

força de corpo que é proporcional à densidade.

Força de corpo: normalmente é uma força gravitacional.Gradiente de densidade: normalmente devido à presença de um gradiente de temperatura. O efeito líquido é a força de empuxo.

Ex: Fluido confinado por duas placas horizontais grandes

T1

T2

T1 >T2

Situação 2: Estável

T1

T2

T1 >T2

Circulação do fluido instável

Situação 1:

Não há movimento global do

fluido. A T.C. ocorre por condução.

Obs: A presença de um gradiente de densidade em um campo gravitacional não garante a existência de correntes de convecção

Há movimento global do

fluido. A T.C. ocorre por

convecção natural.

Importância e aplicações:

üDimensionamento de dissipadores de calor de componentes eletrônicos;

üCondensadores de refrigeradores domésticos e industriais;

üAquecedores de ambientes;

üProjeto térmico de edificações.

Em muitos sistemas envolvendo múltiplas formas dos efeitos da transferência de calor, a convecção livre fornece a maior resistência à transferência de calor e desempenha, portanto,

um importante papel do projeto ou desempenho de um sistema.

2f

f2f

3

µ

ΔT..g.β.ρL Grashof de Número Gr

Pr) f(Gr, Nu

==

=

L = comprimento característico;

DT = |Ts-T¥| = Diferença de temperatura entre a superfícieda placa (Ts) e o fluido situado a uma distância da parede(T¥);

b = coeficiente de expansão térmica volumétrica, oC-1

b é uma propriedade termodinâmica do fluido

que fornece uma medida da quantidade na qual a densidade varia em resposta a uma variação

na temperatura a uma pressão constante.PT÷øö

çè涶

-=r

rb 1

Lembrete:Propriedades dofluido avaliada à Tfilme

2

TT T s

f¥+

=

fluidokLh

RaaNu b ×=×=

PrGrRa ×=

Pr)GrNu ×= (f

Número de Rayleigh

Relações de Nu para a convecção natural:

Relações de Nu para a convecção natural (cont):