|
|||
Convecção forçada - Introdução
| Topo pág | Fim pág |Na convecção forçada, o escoamento do fluido é mantido pela ação de meios externos, em geral ventiladores ou sopradores, com o objetivo de uma troca de calor maior (isto é, um maior coeficiente de convecção) do que a troca na convecção livre.
Consideram-se os mesmos símbolos e definições relativas ao escoamento dados no tópico Relações teóricas do coeficiente de convecção da página sobre convecção livre.
Também são usados os conceitos clássicos de regimes de escoamento da Mecânica dos Fluidos. Ver esquema simplificado na Figura 01.
|
| Figura 01 |
A variação da velocidade c do escoamento em relação à distância da parede (gráfico à direita) é aproximadamente linear.
No escoamento turbulento, como em (b) da figura, não há uniformidade das trajetórias como o próprio nome sugere. A velocidade c atinge um valor máximo próximo da parede do tubo e se mantém aproximadamente constante na maior parte da seção.
O parâmetro que indica o regime de escoamento é o número de Reynolds Re. Em geral, são adotados os critérios a seguir.
| Escoamento | Tubo cilíndrico (direção longitudinal) | Tubo retangular (escoamento interno) | Placa plana (escoamento superior) |
| Laminar | 0 < Re ≤ 2320 | 0 < Re ≤ 350 | 0 < Re ≤ 400000 |
| Transitório | 2320 < Re ≤ 10000 | 400000 < Re ≤ 600000 | |
| Turbulento | 10000 < Re | 350 < Re | 600000 < Re |
Conforme visto no referido tópico, o coeficiente para convecção forçada tem a formulação genérica:
#A.1#Diâmetro hidráulico
| Topo pág | Fim pág |Este conceito é também apresentado, de forma resumida, na página sobre convecção livre, tópico Relações teóricas do coeficiente de convecção.
Serve basicamente para cálculos no caso de tubo ou duto de seção não circular, com uso de fórmulas desenvolvidas para seção circular. Nesse caso, se a fórmula permitir, é considerada uma seção circular com um diâmetro tal que faria o mesmo efeito da seção não circular. Por isso, algumas vezes é denominado diâmetro equivalente. É dado pela relação:
#A.1#. Onde:S: área da seção transversal.
P: perímetro.
A Figura 01 mostra alguns exemplos sem escalas (seção considerada é marcada na cor cinza).
|
| Figura 01 |
d = D #B.1#(b) para duto em forma de anel circular:
d = D1 − D2 #B.2#
(c) para duto retangular:
#B.3#(d) um duto circular com n dutos menores e também circulares (n = 4 na figura):
#B.4#Obs:
• Algumas fórmulas de escoamento em canais usam o conceito de raio hidráulico. Apesar da sugestão do nome, não é a metade do diâmetro hidráulico. É dado por r = S / P.
• Para escoamento de líquidos que não preenchem toda a seção, o perímetro P deve ser o perímetro molhado, isto é, a parte em contato com o líquido, não incluindo a superfície livre.
Topo | Índice do grupo | Página anterior | Próxima página | Última revisão ou atualização: Ago/2008
|
Melhor visto com 1024x768 px Termos de uso |