Transferência de Calor: Um Guia para a Resolução de Problemas Práticos

Este livro resulta da experiência letiva e pedagógica do seu autor, como docente da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto ao longo de mais de 40 anos, nas áreas da Transferência de Calor (fundamental e aplicada).
Dessa experiência constatou o autor que, com muita frequência, os estudantes são levados a procurar “a equação”, ou conjunto de equações, para o mais rapidamente possível chegarem ao resultado (“solução”), sem discutirem as hipóteses subjacentes, e muitas vezes sem criticarem os resultados obtidos e o seu nível de aproximação à realidade física. O que na gíria académica se designa por aplicação da “receita” para obter “a solução”. Este livro debruça-se na resolução de problemas práticos. No entanto, mais do que fornecer as ditas “receitas”, tem como objetivo a discussão das hipóteses e métodos a aplicar, e a definição de uma metodologia para a obtenção da “solução”, discutindo também a aproximação a resultados reais.
Não é o intuito deste livro substituir os muitos manuais teóricos de Transferência de Calor existentes, muitos em língua inglesa e outros em língua portuguesa, que se dedicam a apresentar os principais conceitos e ferramentas teóricas para resolução de problemas. Muitos desses manuais contêm também exercícios resolvidos, no entanto em vários casos sem as preocupações expressas no parágrafo anterior. No presente texto, a metodologia geral para a resolução de problemas práticos assenta na compreensão dos fenómenos físicos e definição de hipóteses simplificativas, que levam à construção de um modelo de cálculo recorrendo às ferramentas conhecidas dos manuais teóricos. Fomenta-se a tomada de consciência de que por vezes não existe uma solução única, sendo que cada solução tem um dado nível de aproximação e depende das hipóteses consideradas.
Este livro cobre os tópicos tradicionalmente abordados num curso de Transferência de Calor básico (com a duração de 1 semestre). Assim, são abordados tópicos de condução (em regime permanente e instacionário, com aproximações 1D e 2D), convecção (forçada e natural, nas geometrias e fluidos mais simples), condensação em filme, ebulição em reservatório, e radiação térmica (envolvendo 1, 2 ou mais superfícies separadas por um meio não participante). Em cada tópico/capítulo são inicialmente apresentados os principais conceitos e soluções teóricas conhecidas, a que se segue a resolução e discussão de variados problemas práticos. Um último capítulo trata em mais detalhe exemplos da combinação dos vários modos de transferência de calor. Os 90 problemas apresentados e discutidos constituem casos de estudo representativos de situações típicas da prática da engenharia térmica, que permitem a consolidação dos conhecimentos.