O que é condução com geração de calor – Definição

Condução com geração de calor

Condução com geração de calor

Na seção anterior, consideramos problemas de condução térmica sem fontes internas de calor . Para esses problemas, a distribuição de temperatura em um meio foi determinada apenas por condições nos limites do meio. Porém, na engenharia, muitas vezes podemos encontrar um problema, no qual as fontes internas de calor são significativas e determinam a distribuição de temperatura juntamente com as condições de contorno.

Na engenharia nuclear , esses problemas são da maior importância, uma vez que a maior parte do calor gerado no combustível nuclear é liberada dentro dos pellets de combustível e a distribuição da temperatura é determinada principalmente pela distribuição da geração de calor. Observe que, como pode ser visto na descrição dos componentes individuais da energia total liberada durante a reação de fissão, há uma quantidade significativa de energia gerada fora do combustível nuclear (barras de combustível externas). Especialmente a energia cinética dos nêutrons imediatos é amplamente gerada no refrigerante ( moderador ) . Esse fenômeno precisa ser incluído nos cálculos nucleares.

Para LWR , é geralmente aceito que cerca de 2,5% da energia total é recuperada no moderador . Essa fração de energia depende dos materiais, sua disposição dentro do reator e, portanto, do tipo de reator.

Observe que a geração de calor é um fenômeno volumétrico. Ou seja, ocorre em todo o corpo de um meio. Portanto, a taxa de geração de calor em um meio é geralmente especificada por unidade de volume e é denotada por g _V [W / m ³ ] .

A distribuição da temperatura e, consequentemente, o fluxo de calor são determinados principalmente por:

• Geometria e condições de contorno . Geometria diferente leva a um campo de temperatura completamente diferente.
• Taxa de geração de calor . A queda de temperatura através do corpo aumentará com o aumento da geração de calor.
• Condutividade térmica do meio . Maior condutividade térmica levará a uma queda de temperatura mais baixa.