No cálculo da carga térmica de instalações de refrigeração industrial, um dos principais parâmetros a se considerar é o calor transmitido através das paredes das câmaras de congelamento e estocagem. Esta carga térmica é expressa em fluxo de calor que é devida às elevadas diferenças entre as temperaturas dentro das câmaras e do ambiente externo. Na construção das câmaras, são utilizados materiais isolantes, a firm de se reduzir a carga térmica devido à transmissão de calor. Um fluxo de calor por unidade de área de
corresponde a um isolamento excelente, ou seja, uma parede isolada perfeitamente perde apenas a quantidade de calor mencionada. Em uma câmara de estocagem de congelados, mantida a (
), a temperatura máxima média observada no verão para a localidade é de
. Admitindo-se um isolamento excelente, e considerando os coeficientes de convecção externo e interno como sendo
e 10
, respectivamente, qual seria a espessura aproximada do isolante térmico poliuretano
utilizado na câmara?
Passo 1
O enunciado pede a espessura
de um isolamento de poliuretano (
kcal/(h m
C)) de uma câmara que tem temperatura interna de
e externa de
. Sabemos que o fluxo de calor por unidade de área é
kcal/(h
) e que há três resistências térmicas em série: convecção externa, condução no isolante e convecção interna.
Passo 2
Pela teoria de transmissão de calor, o fluxo
satisfaz
onde
Passo 3
Calculamos a diferença de temperatura e a resistência total exigida:
Passo 4
Expressamos cada resistência:
Logo,
Isolando
:
Resposta
A espessura aproximada do poliuretano é
m (
cm).