Desenvolvimento de interface gráfica para resolução de problemas de transferência de calor

Abstract

De uma maneira geral, a solução dos problemas de transferência de calor requer a solução de equações diferenciais que exprimem a conservação da massa, do momento e da energia. Nos problemas em que essas soluções são analíticas, é usual apresentá-las na forma gráfica, como o são os conhecidos diagramas de Heisler (Temperature Charts for Induction and Constant Temperature Heating, Trans. ASME, vol. 69, p.227-236, 1947) e de Schneider (Temperature Response Charts, John Wiley & Sons, 1963) para a condução de calor em sólidos. A apresentação gráfica é também muito utilizada para os fatores de forma na radiação térmica, como os diagramas de Siegel & Howell (Thermal Radiation Heat Transfer, McGraw-Hill, 1972). A indisputável utilidade desses gráficos e tabelas para a solução de problemas de transmissão de calor não elimina a necessidade dos valores numéricos precisos das grandezas representadas, cuja consulta gráfica está naturalmente sujeita às imprecisões das interpolações visuais, ou das interpolações numéricas nas tabelas correspondentes. O objetivo desse trabalho é desenvolver uma interface gráfica (GUI - Graphic User Interface) didática que permita ao usuário a determinação dos parâmetros para diversos problemas de condução de calor em sólidos e para os fatores de forma na radiação térmica. _____________________________________________________________________________ ABSTRACT

Problems in heat transfer are generally posed as a set of partial differential equations expressing the conservation of mass, momentum and energy. In those situations where there are available closed analytical solutions, they are usually presented in graphical form, like the well-known diagrams of Heisler (Temperature Charts for Induction and Constant Temperature Heating, Trans. ASME, vol. 69, p.227-236, 1947) and of Schneider (Temperature Response Charts, John Wiley & Sons, 1963) for the conduction of heat in solids. By the same token, graphic solutions are also available in closed analytical form for the shape factors in radiation heat transfer, like the diagrams of Siegel & Howell (Thermal Radiation Heat Transfer, McGraw-Hill, 1972). The graphical representations as well as the tables of numerical values for the solutions are though subject to errors of interpolation, either visual in graphics or numerical in tables. The objective of this work is to develop a graphic user interface(GUI) that allows the user to determine precisely the needed parameters for different transient heat conduction problems in solids and the shape factor in thermal radiation heat transfer.