Um congelador cúbico comercial, com 3 m de lado, tem uma parede composta constituída por uma folha externa de aço carbono (
) com
de espessura, uma camada intermediária de 100 mm de fibra de vidro (
) e uma folha interna de
de alumínio (
). Interfaces adesivas entre o isolante e as folhas metálicas são cada uma caracterizada por uma resistência de contato de R "
. Em regime estacionário, qual é a carga de
resfriamento que deve ser mantida pelo congelador sob condições nas quais as temperaturas das superfícies externa e interna sejam
e
, respectivamente?
resfriamento que deve ser mantida pelo congelador sob condições nas quais as temperaturas das superfícies externa e interna sejam
Passo 1
O enunciado descreve um congelador cúbico de lado
cujas paredes são camadas em série: aço carbono, adesivo, fibra de vidro, adesivo e alumínio. Em regime estacionário e condução unidimensional, a diferença de temperatura entre a face externa
e interna
é sustentada por estas resistências térmicas em série, e precisamos calcular a carga de resfriamento
.
Passo 2
Vamos tratar cada resistência por área unitária
, em
:
–
– (contato adesivo)
–
– (outro contato)
–
A área de cada face é
–
–
–
–
–
A área de cada face é
Passo 3
Substituindo os valores:
Passo 4
Somamos as resistências por área:
A diferença de temperatura é
Logo o fluxo de calor por metro quadrado é
e a carga total em uma face vale
Resposta
A carga de resfriamento necessária é aproximadamente
.