O coeficiente de transferência de calor por convecção, h, segundo a lei do resfriamento de Newton, é a variável de maior importância para se obter a quantidade de calor transferida de uma superfície para um fluido ou de um fluido para uma superfície.
É um parâmetro determinado experimentalmente, cujo valor depende de todas as variáveis que influenciam a convecção, como a geometria da superfície , a natureza do movimento do fluido , as propriedades do fluido e a velocidade do fluido a granel .
Frequentemente pode ser estimado pela divisão da condutividade térmica do fluido em convecção por uma escala de comprimento. O coeficiente de transferência térmica é frequentemente calculado do número de Nusselt (um número adimensional).
A probabilidade de transmissão ou coeficiente de transmissão pode ser facilmente obtida da relação R+T = 1, que reflete a conservação de partículas no processo.
O coeficiente de convecção natural do ar para uma placa ou parede vertical, é h = 1.77 (∆T)1/4 W/m2-K.
A partir dessa equação, pode-se ver que o valor U é diretamente proporcional a Q, a taxa de transferência de calor. Supondo que a superfície de transferência de calor e a diferença de temperatura permaneçam inalteradas, quanto maior o valor U, maior a taxa de transferência de calor.
O problema fundamental da transferência de calor por convecção é a determinação do valor d hpara o problema em análise. Nota-se que a expressão da transferência de calor é consideravelmente mais simples que a da condução.
Tipicamente, o coeficiente de transferência de calor por convecção para fluxo laminar é relativamente baixo comparado com o coeficiente de transferência de calor por convecção para fluxo turbulento . Isto é devido ao fluxo turbulento que possui uma camada de filme fluido estagnada mais fina na superfície de transferência de calor.
Tabela 3.1 - Valores médios do Coeficiente de convecção "h" PROCESSO h [ W / m².K ] CONVECÇÃO Ar 5 - 30 NATURAL Gases 4 - 25 Líquidos 120 - 1.200 Água, líquida Água em ebulição 120 - 24.000 CONVECÇÃO Ar FORÇADA Gases Líquidos 60 - 25.000 Água, líquida 50 - 10.000
P é a pressão da água, MPa. Note-se que esta correlação empírica é específica para as unidades dadas. Coeficiente de transferência térmica de parede de tubos. A resistência ao fluxo de calor pelo material da parede do tubo pode ser expressa como um "coeficiente de transferência de calor da parede do tubo".
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