Calcular a perda de calor, por metro linear, de um tubo com diâmetro nominal de 80mm (diâmetro externo,
; diâmetro interno,
), coberto com isolação de amianto de 13 mm de espessura (
). . O tubo transporta um fluido a
com coeficiente de transmissão de calor interno convectivo de
, e está exposto a um meio ambiente a
, com coeficiente de transmissão de calor médio, no lado externo, de 20kcal/hm2
.
Passo 1
Beleza, aqui a gente tem um cano transportando fluido a 150 °C, revestido por um isolamento de amianto, exposto ao ar a 27 °C. O objetivo é achar a perda de calor por metro (q/l).
Conteúdo: transferência de calor em regime permanente usando resistências térmicas em série (convecção interna, condução no tubo, condução no isolamento e convecção externa).
O que precisamos:
Conteúdo: transferência de calor em regime permanente usando resistências térmicas em série (convecção interna, condução no tubo, condução no isolamento e convecção externa).
O que precisamos:
- Converter diâmetros e espessuras de mm para m.
- Fórmulas de resistência térmica:
- Convecção:
- Condução cilíndrica:
- Convecção:
- Dados: diâmetro interno e externo do tubo, espessura do isolamento, condutividades (k), coeficientes de convecção (h).
Passo 2
Converter unidades e anotar os dados por metro de comprimento (L=1 m):
- diâmetro interno
- diâmetro externo do tubo
- diâmetro externo com isolamento
- k do tubo
- k do isolamento
-
(interna) -
(externa) -
Passo 3
Calcular resistência de convecção interna:
Área interna por metro: .
Área interna por metro:
Passo 4
Calcular resistência de condução na parede do tubo (cilíndrica):
Passo 5
Calcular resistência de condução no isolamento:
Passo 6
Calcular resistência de convecção externa:
Área externa com isolamento .
Área externa com isolamento
Passo 7
Somar todas as resistências e achar
:
Resposta
q/l ≃ 296 kcal/(h·m)