- Água a
circula dentro de um tubo de condutividade térmica
, de diâmetro interior 10 cm e diâmetro exterior 11 cm . O tubo possui ar em redor à temperatura de
sendo o coeficiente de convecção entre o tubo e o ar de
. Se o coeficiente de convecção entre a água e o tubo for de
, calcular o calor perdido pela água por metro de tubo.
Passo 1
O enunciado dá água a
circulando no interior de um tubo cilíndrico, cuja parede tem condutividade térmica
, diâmetro interno
e diâmetro externo
. O ar em torno do tubo está a
e o coeficiente de convecção ar-tubo é
; entre a água e a parede interna do tubo é
. Precisamos calcular a taxa de calor perdida pela água por metro de tubo, ou seja,
em
. O método é usar o circuito de resistências térmicas em série: convecção interna, condução radial na parede e convecção externa.
Passo 2
Para um comprimento
, as resistências são
– Resistência de convecção interna
– Resistência de convecção interna
– Resistência de condução radial na parede cilíndrica
– Resistência de convecção externa
A queda total de temperatura é
e
Passo 3
Calculando as áreas por metro de tubo:
As resistências são
Passo 4
Somando as resistências:
Logo a taxa de calor por metro de tubo é
Resposta
A água perde aproximadamente
por metro de tubo.