Coeficiente global de transferência de calor

Pessoal
Este artigo é muito interessante, segue o assunto:
O coeficiente global de transferência de calor entre a
superfície do produto e o meio de resfriamento é um
importante parâmetro nos estudos do tempo de congelamento
de alimentos. Em sistemas nos quais o meio de transferência
é ar frio, como nos túneis de congelamento, um dos fatores
que controlam a taxa de congelamento é o coeficiente de
transferência de calor convectivo (CHAVARRIA, HELDMAN,
1984).

http://www.ital.sp.gov.br/bj/artigos/bjft/2002/p0278.pdf

Numeros Adimensionais em Convecção Forçada

Segue link abaixo em que se trata de convecção forçada, determinando parametros de escoamento externo e internos.

Confira!!

http://sphaier.com/disciplinas/transcal/docs/AdimensionaisCF_v02.pdf

açao das gotas de combustivel em contato com o pistão

Ola Pessoal

Trazendo mais alguma novidade sobre experimentos admensionais, achei um artigo muito bom, sobre a ação de contato de gotas de combustivel em pistões. E´muito bom .veja no linck

http://in3.dem.ist.utl.pt/labcombustion/paper/paper_seminar_4.pdf

TRANSFERÊNCIA DE CALOR EFETIVO NO CONGELAMENTO DE AR FORÇADO

TRANFERÊNCIA DE CALOR EFETIVO NO CONGELAMENTO DE AR FORÇADO

O coeficiente global de transferência de calor entre a superfície do produto e o meio de resfriamento é um importante parâmetro nos estudos do tempo de congelamento de alimentos.
Em sistemas nos quais o meio de transferência é ar frio, como nos túneis de congelamento, um dos fatores que controlam a taxa de congelamento é o coeficiente de transferência de calor convectivo. Em condições normais, os coeficientes de transferência de calor variam com a temperatura, com a umidade do ar e principalmente com a velocidade do ar. No congelamento de sistemas particulados, os coeficientes de transferência dependem ainda da porosidade do leito e das propriedades do escoamento de ar.

A determinação dos coeficientes de transferência de calor em volta de produtos alimentares ainda tem sido um tópico restrito a condições específicas de processamento. Para o congelamento de produtos alimentares em caixas, valores obtidos da literatura têm mostrado que os coeficientes de transferência de calor superficiais variam notavelmente, quando a medida é feita em diferentes localizações ao longo das camadas de produto no interior da caixa. Assim, valores dos coeficientes são diferentes entre o topo e o fundo da caixa e, portanto, estudos que ignoram estas variações devem ser tratados com bastante cuidado.

Neste exemplo o objetivos são: 1) Desenvolver uma metodologia para a estimativa dos coeficientes de transferência de calor efetivos (hefetivo) aplicáveis ao congelamento de polpas de frutas embaladas em sacos de polietileno (100g) e acondicionadas em caixas, examinando
o comportamento da distribuição de temperaturas, das variáveis no estado transiente, avaliando-o no centro térmico com um corpo de prova metálico. 2) Caracterizar o processo por meio da determinação dos coeficientes de transferência de calor efetivos em um túnel de congelamento com corrente forçada horizontal. 3) Quantificar os coeficientes de transferência de calor efetivos, levando em consideração a localização entre as camadas dos produtos embalados no interior das caixas (topo e fundo).

MONTAGEM DO CORPO DE PROVA

O corpo de prova consiste de uma placa de alumínio com as mesmas dimensões das amostras no qual foram feitas cinco perfurações, onde foram inseridos termopares tipo T (cobre-constantan, diâmetro 32 AWG). Os espaços vazios em volta dos termopares no interior da placa foram preenchidos com pasta térmica para evitar a formação de bolsas de ar dentro do corpo de prova.
A montagem (corpo de prova + termopares) foi posicionada no interior da caixa contendo as amostras em localizações preestabelecidas de forma a quantificar os valores dos coeficientes de calor convectivos e suas variações ao longo das diferentes posições (topo e fundo) nas camadas de produto no interior das caixas de acordo com o empilhamento. Para assegurar o fluxo de calor unidirecional, o corpo de prova foi revestido com isolante térmico de poliestireno expandido. A cada ensaio experimental a posição do corpo de prova foi variada no interior de cada caixa do empilhamento, que possuíam arranjos de 3, 5 e 7 camadas de produtos.

CONGELAMENTO DO PRODUTO

Após atingir a estabilização do equipamento na temperatura de operação, as três caixas contendo as amostras e o corpo de prova, foram empilhadas na câmara de congelamento. Para evitar a formação de canais preferenciais, placas de poliestireno expandido foram colocadas nas seções laterais das caixas, fazendo com que todo o fluxo de ar da câmara passasse por entre as aberturas das caixas contendo o produto. A monitoração da temperatura do corpo de prova
foi realizada em intervalos de 1 minuto.

LOCALIZAÇÃO DO CORPO DE PROVA

Para análise dos resultados experimentais deve-se considerar: a) as caixas individualmente, devido à grande diferença observada nas condições de contorno; b) localizações das caixas em posições superiores do empilhamento (caixas 2 e 3) que apresentam condições experimentais semelhantes ou compatíveis (velocidades e temperatura do ar); c) a caixa da base do empilhamento (caixa 1) que se encontra apoiada sobre uma placa de poliestireno expandido que, além de impedir o contato do fundo da caixa com a corrente do ar de resfriamento, atua como isolante térmico, reduzindo drasticamente os “coeficientes de transferência de calor” no fundo das caixas a valores que são típicos da convecção natural.

ANÁLISE

Em configurações contendo diferentes arranjos de camadas de produtos, os coeficientes de transferência de calor superficiais efetivos variam acentuadamente em diferentes posições entre o topo e o fundo das caixas. Sendo a maior variação observada para arranjos com 5 camadas de produto e as menores para arranjos de 7 camadas. Estes valores foram justificados em termos da área livre para o escoamento nas diferentes configurações e do contato da corrente do ar de resfriamento com o corpo de prova usado nas medidas.

A análise teórica dos efeitos da temperatura do ar de resfriamento indicam que estes não exercem influências significativas sobre os valores dos coeficientes de transferência de calor superficiais efetivos na faixa de condições descritas pelo planejamento experimental.
As correlações desenvolvidas são baseadas no diâmetro hidráulico de dutos retangulares formados entre as caixas e são adequadas para arranjos de 3 e 5 camadas, onde os dutos retangulares formados entre as caixas do empilhamento são bem definidos. Para estas configurações. Arranjos de 7 camadas apresentaram uma grande diferença (acima de 100%) entre os valores experimentais e preditos. Esta configuração é uma situação extrema, com quantidade excessiva de produto oferecendo grande resistência à passagem de ar pelo produto e dificultando a definição das condições do escoamento do ar de resfriamento. Esta configuração não é recomendada e não se aplica na prática do congelamento em túneis comerciais.

colaboradores

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Análise Dimensional

A análise dimensional é um método de reduzir o número de variáveis de um problema para um conjunto menor de variáveis, as quais não possuem dimensão física, isto, tratam-se de números adimensionais. Alguns adimensionais já estamos familiarizados a essa altura, são eles, o número de Reynolds na Mecânica dos Fluidos, os números de Biot e de Fourier.

Um fenômeno físico corretamente formulado produz uma equação dimensionalmente homogênea, que pode ser algébrica ou diferencial.

Qualquer que seja sua forma, as grandezas envolvidas podem ser agrupadas de modo que formem uma equação adimensional.

Utilização

O USO DE NÚMEROS ADIMENSIONAIS PERMITE UMA REPRESENTAÇÃO MAIS SIMPLES DE FENÔMENOS COMPLEXOS E A GENERALIZAÇÃO DOS MESMOS.


A análise dimensional é particularmente útil para:

- Apresentar e interpretar dados Experimentais;
- Resolver problemas difíceis de atacar com solução analítica;
- Estabelecer a importância relativa de um determinado fenômeno;
- Modelagem física.