fabiana de fátima giacomini - PG-Mec Programa de Pós-Graduação ...

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Alguns tipos de convecção existentes são: a convecção natural, onde as diferenças de
densidades do fluido são causadas por diferenças de temperaturas; a convecção forçada, onde
as forças externas representadas por um mecanismo, por exemplo por um ventilador ou uma
bomba, impelem o fluido; a convecção com mudança de fase, onde os processos convectivos
ocorrem numa interface líquido-gás, como a ebulição e a condensação; e a convecção mista.
As delimitações e simplificações assumidas para este modelo matemático são
(FORTUNA, 2000; FOX et al., 2006):
• escoamento: Newtoniano, laminar, invíscido, incompressível;
• equação de natureza parabólica;
• problema de caráter advectivo e difusivo;
• coordenadas cartesianas;
• geometria unidimensional;
• regime permanente;
• propriedades constantes;
• sem termo fonte.
A equação correspondente ao modelo matemático simplificado do problema de
convecção envolvendo um agente externo é:
d
Pe
dx
2
φ d φ =
2
(3.4)
dx
onde Pe representa o número de Peclet.
O número de Peclet ( Pe ) é definido como:
( ρuc
L)
P
Pe = ou
k
( uL)
Pe = (3.5)
α
onde a difusividade térmica ( α ) é representada por:
k
α = (3.6)
ρ
c P
onde ρ representa massa específica [kg/m³]; u é a velocidade [m/s]; c
P
representa o calor
específico [J/kg.K]; L é o comprimento do domínio de cálculo [m] e k representa a
condutividade térmica [W/m.K].