E2.12 L - Você possui revestimento de alumínio não pintado em sua casa, e o cálculo de perda de calor utilizou um coeficiente global de transferência de calor
. Você descobre que os níveis de poluição do ar são tais que a resistência de incrustação no revestimento é de
. O cálculo deve ser refeito?
Passo 1
O enunciado dá as seguintes informações:
- Coeficiente global de transferência de calor usado no cálculo:
. - Resistência de incrustação sobre o revestimento descoberta:
.
A pergunta é: devo refazer o cálculo (isto é, o valor deusado originalmente muda de forma relevante quando se inclui )?
Passo 2
Conceito-chave (explicação curta e direta): o coeficiente global
é a inversa da resistência térmica total por unidade de área ao transporte de calor em série. Em forma de equação:
onde
é a soma de todas as resistências térmicas em série (resistência convectiva externa, resistências de camada sólida, resistências de incrustação, resistência convectiva interna, etc.).
Quando aparece uma resistência de incrustação sobre a superfície, ela se soma em série às demais resistências. Assim, se antes a resistência total era
, com a incrustação passa a ser
Quando aparece uma resistência de incrustação
e o novo coeficiente global é
Passo 3
Calcular a resistência associada ao
original (isto já é uma técnica que vai cair na prova: inverter
para obter resistência total):
Passo 4
Somar a resistência de incrustação e calcular o novo
:
Agora calcular
. Para mostrar sem calculadora, multiplica-se numerador e denominador por
:
Arredondando razoavelmente para um número prático usamos
.
Passo 5
Calcular a variação relativa para ver se é relevante:
Ou seja, a presença de
reduz o
em apenas
.
Passo 6
Interpretação prática e recomendação (dica de prova): uma alteração de
no coeficiente global é desprezível para a maioria dos cálculos de perda de calor em edifícios — não vale a pena refazer todo o cálculo por conta dessa incrustação tão pequena. Em geral, reavalia-se o cálculo somente quando a resistência de incrustação é uma fração significativa da resistência total (por exemplo, alguns por cento ou mais) ou quando se precisa de altíssima precisão energética.
Resposta
Não é necessário refazer o cálculo; o novo coeficiente é
, uma redução de aproximadamente
.