Dois escudos de radiação finos com emissividades de
e
em ambos os lados são colocados entre duas placas paralelas muito grandes, que são mantidas a temperaturas uniformes
têm emissividades
e
, respectivamente. Determine as taxas líquidas de transferência de calor por radiação entre as duas placas com e sem as blindagens por unidade de área de superfície das placas e as temperaturas das blindagens de radiação em regime permanente de operação. R.
;
; 549 K e
Passo 1
O enunciado descreve duas placas paralelas infinitas e duas blindagens finas inseridas entre elas. A placa 1 tem temperatura
e emissividade
; a placa 2 tem
e
. As duas blindagens (3 e 4) têm emissividades
e
em ambas as faces.
Conteúdo da matéria: radiação térmica entre superfícies paralelas, lei de Stefan–Boltzmann e equivalência a um circuito de resistências térmicas radiais.
Conteúdo da matéria: radiação térmica entre superfícies paralelas, lei de Stefan–Boltzmann e equivalência a um circuito de resistências térmicas radiais.
Passo 2
Calcular a taxa de transferência de calor por radiação sem as blindagens usando
onde
.
Passo 3
Com as duas blindagens, montamos o circuito de resistências radiais em série:
Calculando:
Resistência total
Então
Passo 4
As temperaturas de equilíbrio das blindagens vêm das quedas de “tensão” no circuito:
Resposta
Sem blindagens:
Com duas blindagens:
Temperaturas em regime permanente:
Com duas blindagens:
Temperaturas em regime permanente: