Radiação Térmica
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A transmissão de calor por radiação não requer um meio, ocorre por meio de ondas eletromagnéticas semelhantes à luz. Um corpo negro absorve toda a radiação incidente, enquanto corpos reais refletem e absorvem radiação de acordo com suas emissividades. A troca de calor por radiação entre dois corpos depende de suas temperaturas, áreas, emissividades e um fator geométrico.
Radiação Térmica
- 1. RADIAÇÃO •Na transmissão de calor por radiação não há necessidade de um meio para a transmissão do calor. •Transmissão de calor por radiação é um fenômeno eletromagnético, similar à transmissão da luz, dos raios X e das ondas de rádio, sendo que todos os corpos irradiam calor. •Uma troca líquida de calor ocorre quando a absorção de energia radiante por um corpo excede a energia que ele irradia. Um corpo que absorve toda a radiação que o atinge, independentemente do comprimento de onda da radiação, é dito ser um corpo negro. •Os corpos reais refletem, bem como absorvem, radiação térmica, e observa se que metais polidos de forma espelhada são bons refletores da‑ radiação térmica. A fração do calor incidente que é refletida é conhecida como reflectividade do corpo. •A fração absorvida é conhecida como absortividade e a efetividade do corpo como irradiador térmico, a uma dada temperatura, é conhecida como sua emissividade. Deste modo, a emissividade é a razão da emissão calor, a uma dada temperatura, para a emissão de calor do corpo negro, à mesma temperatura.
- 2. •A radiação do corpo negro pode ser determinada pela lei de Stefan Boltzmann,‑ que estabelece que a radiação do corpo negro é proporcional à quarta potência da temperatura absoluta do corpo. onde Q, é o calor transmitido por radiação, em W; A é a área de radiação, em m2 ; e T é a temperatura absoluta, em K. •A troca líquida de calor por radiação, entre dois corpos, a diferentes temperaturas, pode ser expressa por: onde σ = constante de Stefan Boltzmann = 5,669 X 10‑ -8 (no SI) ou 0,173 X 10- 8 (no Sistema Inglês). Fe = fator de emissão, para corrigir o afastamento das superfícies que trocam calor, da situação de corpo negro; Fe é função das emissividades a da configuração das superfícies. FA = fator geométrico que leva em consideração o ângulo sólido médio, através do qual, uma superfície "vê" a outra. A = área, m2 (ou ft2 ). T1, T2 = temperaturas absolutas, K (ou °R).
- 3. A Tabela 9.5 e as Figs. 9.23 a 9.26 fornecem os valores necessários de Fe e FA para diversos casos de interesse prático. Para se avaliar Fe é necessário conhecer as emissividades, (∈) das superfícies envolvidas. A tabela com as emissividades de várias superfícies é apresentada no Apêndice 3. Em geral, metais altamente polidos têm baixa emissividade; a emissividade de diversos materiais cresce com a temperatura; a maioria dos não metais tem‑ altas emissividades; e a emissividade de uma dada superfície apresenta grande variação, dependendo das condições da superfície.