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, o enunciado pede para calcular a taxa de perda de calor por metro de um tubo “cilíndrico” com isolamento, levando em conta condução na parede, condução no isolamento e trocas por convecção no interior e exterior.
Conteúdo: resistência térmica em série (convecção + condução em cilindro).
O que precisamos:
Conteúdo: resistência térmica em série (convecção + condução em cilindro).
O que precisamos:
- Temperaturas interna (150 °C) e externa (27 °C).
- Dimensões: diâmetro interno
, externo do aço e externo do isolamento . - Coeficientes de convecção: interno
, externo . - Condutividades: aço
, isolamento .
Passo 2
Calcular cada resistência térmica por metro de tubo (comprimento
):
a) Convecção interna
. Convertendo para metros:
, logo
Então
b) Condução na parede de aço (cilindro fino)
c) Condução no isolamento
d) Convecção externa
Passo 3
Somamos todas as resistências em série:
A diferença de temperatura é
.
A taxa de calor por metro é
A taxa de calor por metro é
Resposta
A perda de calor por metro de tubo é, aproximadamente,