Ciência, Tecnologia e Planejamento

Condução Multidirecional em Parede Composta

O problema de condução através de Parede Composta é geralmente analisado considerando-se que há apenas um regime unidimensional de condução através da mesma. Entretanto é intuitivo imaginar que há transferência de calor também na direção perpendicular à do domínio adotado, sugerindo então, a existência de um gradiente de temperatura que dependa das coordenadas de altura do ponto de interesse também, não só da distância do ponto inicial.

Outra pergunta que se pode fazer, e que nos leva a mesma indagação, é se numa linha vertical, a uma distância conhecida da origem, todos os pontos apresentam a mesma temperatura, coisa que o modelo de resolução geralmente adotado sugere.

Com isso, vemos que a análise deste problema nos remete a uma aproximação de um fenômeno Bidimensional por um modelo unidimensional, na qual há uma perda considerável de informações e que nos permite imaginar quanto esta aproximação é verdadeira.

Esta aproximação, comumente dada pelo método de Resistências Térmicas Associadas, pode ser realizada de duas formas principais, associando-se as resistências em Série ou em Paralelo, dependendo da geometria e dos componentes do problema a ser analisado. Tais métodos surgem como alternativa para a solução de complexas equações diferenciais (que derivam do conjunto de equações de Navier-Stokes, e da Lei de Fourier) que poderiam acometer grande trabalho e grandes erros.

Com o avanço da tecnologia da informática, métodos numéricos foram desenvolvidos ainda para auxiliar na simplificação da resolução dos problemas e das equações ao custo de performance, visto que repetem centenas ou milhares de vezes a resolução das equações, buscando uma solução ótima, ou ainda dentro de um erro aceitável.

Tais métodos baseiam-se em resolver as Equações Diferenciais para pontos discretos de uma Rede Nodal, ou seja, pontos para os quais se determina uma equação de conservação adequada. Agregado a quantidade de pontos existentes na rede, vem a precisão do método utilizado, ou seja, para uma Malha Fina (rede com grande número de pontos), soluções precisas podem ser obtidas (INCROPERA, et al. 2008).

Utilizando, como exemplo, o método de Diferenças Finitas, equações diferenciais são substituídas por equações algébricas aproximadas, para toda rede, permitindo então que se calcule a distribuição de temperaturas, por exemplo, ao longo do domínio discreto.

Aliados a isso, aparecem ainda às linguagens de programação computacional, que permitem que algoritmos sejam escritos e executados, o que possibilita uma grande gama de possibilidades, permitindo que o usuário escreva e excute os comandos desejados.

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