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O que é a Fórmula de Condutividade Térmica – Equação – Definição

Fórmula de Condutividade Térmica – Equação. A maioria dos materiais é quase homogênea; portanto, geralmente podemos escrever a fórmula da condutividade térmica em função de k = k (T). Engenharia Térmica

Fórmula de Condutividade Térmica – Equação

Exemplo - Fluxo de Calor - Condução TérmicaAs características de transferência de calor de um material sólido são medidas por uma propriedade chamada condutividade térmica , k (ou λ), medida em W / mK . É uma medida da capacidade de uma substância de transferir calor através de um material por condução. Observe que a lei de Fourier se aplica a toda matéria, independentemente de seu estado (sólido, líquido ou gás); portanto, também é definida para líquidos e gases.

condutividade térmica da maioria dos líquidos e sólidos varia com a temperatura. Para vapores, isso também depende da pressão. Em geral:

condutividade térmica - definição

A maioria dos materiais é quase homogênea, portanto, geralmente podemos escrever k = k (T) . Definições semelhantes estão associadas a condutividades térmicas nas direções y e z (k y , k z ), mas para um material isotrópico a condutividade térmica é independente da direção da transferência, k x = k y = k z = k.

A lei de Fourier  é uma expressão que define a  condutividade térmica .

Lei de Fourier de condução térmica

Dióxido de Urânio – Fórmula de Condutividade Térmica

Condução térmica - condutividade térmica - dióxido de urânioA maioria dos PWRs usa o combustível de urânio , que está na forma de dióxido de urânio . O dióxido de urânio é um sólido semicondutor preto com condutividade térmica muito baixa . Por outro lado, o dióxido de urânio tem um ponto de fusão muito alto e um comportamento bem conhecido . O UO2 é prensado em pellets , esses pellets são então sinterizados no sólido.

Esses pellets são então carregados e encapsulados dentro de uma barra de combustível (ou pino de combustível), que é feita de ligas de zircônio devido à sua seção transversal de absorção muito baixa (ao contrário do aço inoxidável). A superfície do tubo, que cobre os pellets, é chamada de revestimento de combustível . As hastes de combustível são o elemento base de um conjunto de combustível.

condutividade térmica do dióxido de urânio é muito baixa quando comparada ao material de revestimento de urânio metálico, nitreto de urânio, carboneto de urânio e zircônio. A condutividade térmica é um dos parâmetros que determinam a temperatura da linha central do combustível . Essa baixa condutividade térmica pode resultar em superaquecimento localizado na linha central do combustível e, portanto, esse superaquecimento deve ser evitado. O superaquecimento do combustível é evitado através da manutenção da taxa de calor linear de pico no estado estacionário (LHR) ou do fator de canal quente do fluxo de calor – F Q (z)abaixo do nível em que ocorre a fusão da linha central do combustível. A expansão do granulado de combustível após a fusão da linha central pode fazer com que o granulado estresse o revestimento ao ponto de falha.

A fórmula de condutividade térmica da UO 2 sólida com uma densidade de 95% é estimada seguindo a correlação [Klimenko; Zorin]:

condutividade térmica do urânio - equação

onde τ = T / 1000. A incerteza dessa correlação é de + 10% na faixa de 298,15 a 2000 K e de 20% na faixa de 2000 a 3120 K.

Condutividade térmica - Dióxido de urânio - gráfico

Referência especial: Usinas Térmicas e Nucleares / Manual ed. por AV Klimenko e VM Zorin. MEI Press, 2003.

Referência especial: Propriedades termofísicas de materiais para engenharia nuclear: um tutorial e coleta de dados. IAEA-THPH, IAEA, Viena, 2008. ISBN 978–92–0–106508–7.

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Este artigo é baseado na tradução automática do artigo original em inglês. Para mais informações, consulte o artigo em inglês. Você pode nos ajudar. Se você deseja corrigir a tradução, envie-a para: translations@nuclear-power.com ou preencha o formulário de tradução on-line. Agradecemos sua ajuda, atualizaremos a tradução o mais rápido possível. Obrigado.