Publicação: Obtenção de correlações para a estimativa do coeficiente
convectivo de transferência de massa para geometria esférica a
partir da técnica de sublimação do naftaleno
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Resumo
Vários processos industriais envolvem o conhecimento das taxas de transferência
de calor e massa para fluidos passando por corpos sólidos. Essas taxas de
transferência são funções de parâmetros chamados de coeficiente convectivo de
transferência de calor (h), para as situações que envolvem o transporte de energia, e
de coeficiente convectivo de transferência de massa (km), para as situações que
envolvem o transporte de matéria. Estes coeficientes estão associados às influências
de natureza fluidodinâmica, geometria e interações moleculares, e, apesar de sua
relativa complexidade, correlações utilizando números adimensionais estimam
estes parâmetros de maneira simples e com boa confiança. Um método que tem
sido utilizado para a obtenção do coeficiente de transferência de calor (h) é
conduzir experimentos de transferência de massa que são mais fáceis de serem
realizados e possuem maior precisão nas medidas. Os resultados de transferência de
massa podem ser validados para transferência de calor por simples analogia entre
os fenômenos. Neste contexto, correlações de transferência de massa para
geometrias simples (cilíndricas, planas e esféricas) têm sido amplamente utilizadas
para estimar valores de coeficientes convectivos (h e km). No presente trabalho
foram propostas correlações de transferência de massa para geometria esférica
compreendidas no intervalo de 180≤Rep≤5000. Os valores de km foram obtidos
utilizando esferas de naftaleno submetidas a diferentes condições de escoamento do
ar. Os resultados obtidos experimentalmente mostraram boa concordância quando
comparados com outras correlações existentes na literatura. Não obstante, a técnica
de sublimação do naftaleno foi analisada como método para obtenção de
coeficientes convectivos, mostrando-se satisfatória no estudo da transferência de
calor e massa.
Abstract
Many industrial processes involve the knowledge of heat and mass transfer rates for
a fluid passing through solid objects. These rates are functions of parameters called
convective heat transfer coefficient (h), for situations involving the transport of
energy and convective mass transfer coefficient (km) for situations involving the
transport of matter. These coefficients are related with the influences of
hydrodynamic nature, geometry and molecular interactions and despite its relative
complexity, correlation using dimensionless numbers estimate these parameters
with good confidence. One method that has been used to obtain the heat transfer
coefficient (h) is to conduct experiments of mass transfer that are easier to be
realized and have higher accuracy in measurements. The results of mass transfer
can be validated for heat transfer by simple analogy between the phenomena. In
this context, convective mass transfer correlations for single geometries (spheres,
cylinders and flat plat) have been widely used to estimate values of convective heat
and mass transfer coefficient (h, km). In this study correlation of mass transfer for
single spheres was proposed included in the rage of 180≤Rep≤5000. The values of
km were obtained using naphthalene spheres under different conditions of air flow.
The results obtained showed a good agreement when compared with other
correlations in the literature. Nevertheless, the naphthalene sublimation technique
was investigated as a method for obtaining convective coefficients, showing to be
satisfactory in the study of heat and mass transfer.
Palavras-chave
Coeficiente convectivo, Esfera de naftaleno, Transferência de calor, Transferência de massa, Convective coefficient, Naphthalene sphere, Heat transfer, Mass transfer, Massa - Transferência, Calor - Transmissão
Citação
MOREIRA, Bruno Arantes. Obtenção de correlações para a estimativa do coeficiente
convectivo de transferência de massa para geometria esférica a
partir da técnica de sublimação do naftaleno. 2010. 79 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2010.