Transferência de Calor para Engenharia

A Transferência de Calor é uma das disciplinas da Engenharia com maior aplicabilidade: trocadores de calor, refrigeração, sistemas térmicos, isolantes e processos físico-químicos, dentre outros.

Para compreender como os conhecimentos de Transferência de Calor podem ser aplicados no dia a dia, são necessários os conhecimentos de disciplinas básicas como Física, Termodinâmica e Matemática. A partir destes conhecimentos, os mecanismos de transferência de calor são compreendidos e podem ser postos em prática na solução de problemas.

Desta maneira, este curso está organizado de forma a promover uma sequência de atividades que venha a tornar possível a aplicação dos conhecimentos na solução de problemas no âmbito acadêmico e nos projetos de Engenharia.

O curso inicia com uma Introdução, onde são tratados os fundamentos físicos dos processos de transferência de calor: condução, convecção e radiação. Também são mostradas nesta introdução as aplicações destes conhecimentos em determinadas situações de Engenharia.

Em seguida, o curso aborda o aspecto da condução de calor. São estudados primeiramente os procedimentos matemáticos da modelagem do assunto, usando em especial a Equação de Fourier para a condução de calor. Na sequência, são tratados os processos de condução de calor em superfícies planas e em superfícies cilíndricas.  O conceito de resistência térmica é introduzido, para considerar a transferência de calor no caso de várias camadas.

A convecção é tratada a seguir. Especial ênfase é dada à determinação e aplicação do coeficiênte de película. São discutidos os casos de convecção natural e convecção forçada. A convecção é considerada acontecendo de forma acoplada à condução, usando o conceito de resistência térmica.

O último mecanismo básico estudado é a radiação. A Lei de Stefan-Boltzmann é apresentada. Em conjunto com os fatores de forma e com a emissividade, ela é usada para a determinação do fluxo de calor. São considerados em seguida os fenômenos de condução, convecção e radiação ocorrendo de forma concomitante.

As aplicações estudadas no curso são de três tipos: aletas, trocadores de calor e isolamento térmico.

As aletas são elementos que aumentam a área efetiva de troca de calor por convecção, e são muito usadas para aumentar a efetividade do processo de troca de calor.

Os trocadores de calor são dispositivos que permitem a troca de calor entre um fluido quente e um fluido frio, em possuem grande aplicação na indústria e na área de serviços. Estas aplicações podem ser tanto de aquecimento quanto de resfriamento.

O processo de isolamento térmico é necessário em diversas aplicações da Engenharia, tais como câmaras frigoríficas, fornos, ambientes e tubulações diversas.

O curso conta com exercícios resolvidos passo a passo que tornam a aplicabilidade dos conceitos imediata.