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O que é condição de limite de convecção – Definição

Em problemas de transferência de calor, a condição limite de convecção, também conhecida como condição limite de Newton, corresponde à existência de aquecimento por convecção (ou resfriamento) na superfície e é obtida a partir do balanço energético da superfície. Engenharia Térmica

Condição do limite de convecção

Condição de contorno de NewtonEm problemas de transferência de calor, a condição limite de convecção, também conhecida como  condição limite de Newton, corresponde à existência de aquecimento por convecção (ou resfriamento) na superfície e é obtida a partir do balanço energético da superfície. A condição limite de convecção é provavelmente a condição limite mais comum encontrada na prática, pois a maioria das superfícies de transferência de calor é exposta a um ambiente convectivo em parâmetros especificados.

Em outras palavras, essa condição pressupõe que a condução de calor na superfície do material seja igual à convecção de calor na superfície na mesma direção. Como o limite não pode armazenar energia, o calor líquido que entra na superfície pelo lado convectivo deve sair da superfície pelo lado da condução.

Da mesma forma, a condição de limite de radiação pode ser construída e usada.

Equação geral de condução de calor

equação de condução de calor é uma equação diferencial parcial que descreve a distribuição de calor (ou o campo de temperatura ) em um determinado corpo ao longo do tempo. O conhecimento detalhado do campo de temperatura é muito importante na condução térmica através de materiais. Uma vez que essa distribuição de temperatura é conhecida, o fluxo de calor de condução em qualquer ponto do material ou em sua superfície pode ser calculado pela lei de Fourier .

A equação do calor é derivada da lei de Fourier e da conservação de energia . A lei de Fourier afirma que a taxa de tempo de transferência de calor através de um material é proporcional ao gradiente negativo na temperatura e à área, perpendicularmente àquele gradiente, através do qual o calor flui.

Lei de Fourier de condução térmica

Uma mudança na energia interna por unidade de volume no material, ΔQ, é proporcional à mudança na temperatura, Δu. Isso é:

∆Q = ρ.c p .∆T

Forma geral

Usando essas duas equações, podemos derivar a equação geral de condução de calor:

Equação de Condução de Calor - Equação de Fourier-Biot

Essa equação também é conhecida como equação de Fourier-Biot e fornece a ferramenta básica para análise de condução de calor. A partir de sua solução, podemos obter o campo de temperatura em função do tempo.

Em palavras, a equação de condução de calor afirma que:

Em qualquer ponto do meio, a taxa líquida de transferência de energia por condução em um volume unitário mais a taxa volumétrica de geração de energia térmica deve ser igual à taxa de variação da energia térmica armazenada dentro do volume.

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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.