Números Adimensionais em Transferência de Calor e Caldeiras

Números Adimensionais em Transferência de Calor

Número de Biot

O significado físico do número de Biot visualiza-se melhor se for escrito na forma Bi = h / (ks / Ls). Assim, o número de Biot é a razão entre o coeficiente de transferência de calor e a condutância do sólido sobre o comprimento característico.

Analogia de Reynolds-Colburn

A analogia de Reynolds-Colburn relaciona o coeficiente local de arraste (Cx) ao número de Stanton local (Stx) num escoamento laminar sobre uma placa plana.

Número de Reynolds

O número de Reynolds é utilizado como critério para a transição do escoamento laminar para o turbulento.

Número de Nusselt

O número de Nusselt pode ser interpretado como a razão entre a transferência de calor por convecção e por condução através de uma camada de fluido de espessura L. Com base nesta interpretação, um valor do número de Nusselt igual a zero implica que não há convecção.

Número de Eckert

O número de Eckert torna-se o critério para decidir se os efeitos de dissipação viscosa de energia devem ser considerados na análise da transferência de calor.

Corpo Negro

Um corpo negro absorve toda a radiação incidente vinda de todas as direções, em todos os comprimentos de onda, sem que o corpo a reflita, transmita ou espalhe. Numa dada temperatura e num dado comprimento de onda, nenhum outro corpo à mesma temperatura pode emitir mais radiação do que um corpo negro.

Caldeiras

Classificação de Caldeiras

As caldeiras podem ser classificadas com base em vários critérios:

• Fonte de calor: combustão direta ou aproveitamento de gases de escape de um motor de combustão interna.
• Posição da câmara de combustão: interior ou exterior.
• Forma e posição dos tubos: retos, angulares, serpentina, direitos, inclinados ou verticais.
• Materiais de construção: aço, cobre, ferro fundido, ligas especiais, refratários, lã mineral ou alumínio.
• Localização: fixa ou móvel.

Características de Caldeiras Flamo-tubulares

Este tipo de caldeira, onde os produtos de combustão passam pelos tubos, apresenta as seguintes características:

• Forma cilíndrica com tampos planos.
• Fluido térmico à volta dos tubos e do tubo de fogo.
• Câmara de inversão com espelho.
• Grande volume de fluido térmico.

Vantagens

• São compactas.
• Formato padrão, o que resulta num tempo de fabrico reduzido.
• Fácil limpeza.
• Fácil substituição dos tubos.
• Pouco sensível a oscilações da carga, ideal para períodos de ponta.
• Económicas para gamas de produção até 18 ton/h.

Desvantagens

• Lentidão no arranque.
• Funcionamento para baixas e médias pressões.
• Baixa/média produção de fluido térmico.
• Necessidade de 2 ou 3 queimadores para maiores produções e pressões.