- Determine a taxa total de transferência de calor entre duas placas sem movimentação de massa de fluido por unidade de área, considerando que existem duas situações entre as placas: na primeira situação o espaço entre as placas contém ar atmosférico; na segunda situação o espaço entre as placas tem vácuo. As duas placas paralelas estão separadas por
e apresentam a transferência de calor permanente com temperaturas de 310 K e 250 k . Considere que as superfícies são corpos negros
e a condutividade térmica do material é de
para o ar.
A.
.
B.
.
C.
.
D.
.
E.
.
A.
B.
C.
D.
E.
Passo 1
Temos duas placas paralelas a
que mantêm temperaturas permanentes de
e
. Entre elas não há movimentação de fluido, de modo que o fluxo de calor por unidade de área é a soma da condução (quando há ar, com
) e da radiação (superfícies negras,
). Para resolver, vamos usar a Lei de Fourier para condução e a Lei de Stefan–Boltzmann para radiação entre superfícies paralelas.
Passo 2
Pela Lei de Fourier, o fluxo de calor por condução é
Substituindo
,
e
,
Passo 3
Pela Lei de Stefan–Boltzmann, para duas superfícies negras paralelas
Calculando
Passo 4
O fluxo total por unidade de área, com ar no espaço interplacas, é a soma
Resposta
E.
(aproximadamente
).