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Coeficiente de transferência de calor

Coeficientes de transferência de calor são sempre levados em consideração ao projetar um equipamento que se destina especificamente à transferência ou à não de calor.

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Coeficiente de transferência de calorO coeficiente de transferência de calor define a facilidade com que o calor passa de um material para outro, normalmente de um sólido para um líquido ou gás ou de um líquido ou gás a um sólido.

O calor também pode passar de um fluido para um gás ou vice-versa, como é o caso do ar frio por cima de um lago quente. O calor sempre flui do quente para o frio no caso de materiais em contato direto.

Coeficientes de troca de calor são sempre levados em consideração ao projetar um equipamento que se destina especificamente à transferência ou à não transferência de calor.

Panelas, aletas de arrefecimento em um motor de motocicleta, soprar uma colher de sopa muito quente ou esfregar uma mão na outra para se aquecer: todos esses são casos de aumento do coeficiente de transferência de calor.

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O principal fator que contribui para os melhores coeficientes de transferência de calor, levando em conta as limitações materiais, é o movimento rápido da fase fluida dos componentes.

O sopro de ar através de um radiador, o fluxo induzido por turbulência em um permutador de calor ou ar que se move rapidamente em uma convecção de efeito estufa têm coeficientes de transferência de calor muito mais altos do que as condições estáticas. Isto acontece porque mais moléculas para absorver o calor são apresentadas à superfície quente em um curto espaço de tempo.

Por outro lado, a busca de isolamento altamente eficaz também considera o coeficiente de transferência de calor de cada um dos seus agentes. O fator isolamento é importante para refrigeradores e freezers, sacolas térmicas, roupas de inverno e casas com alta eficiência de energia. Espaços aéreos mortos, espuma e materiais com baixa condutividade fornecem o isolamento.

Quantitativamente, o coeficiente de transferência de calor é uma função dos dois materiais em contato, a temperatura de cada um, que determina a força motriz, e fatores que aumentam ou diminuem a transferência de calor, como por exemplo por convecção ou incrustações de superfície, respectivamente.

Trocador de calor em manutenção

Manutenção em trocador de calor

As equações determinam a quantidade de calor que é transferida por unidade de área, por diferença de temperatura medida entre os dois materiais adjacentes e por período de tempo.

Cálculos para dimensionamento de equipamentos industriais, como aquecedores e trocadores de calor, normalmente envolvem o calor transferido por hora, porque a capacidade de produção de uma instalação é geralmente determinada numa base horária.

Um coeficiente global de transferência de calor, como é frequentemente usado em equações de trocadores de calor, deve considerar uma série de fatores.

Neste exemplo, o vapor saturado a uma dada temperatura, o vapor de água para fazer a interface do tubo, a condutividade através da parede do tubo, a interface para o líquido no interior dos tubos, tais como o petróleo e a temperatura do óleo de entrada têm de ser considerados. Informações a partir desses fatores podem ajudar a determinar o tamanho, o design e a melhor estratégia para um trocador de calor necessário em uma dada situação.

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