Um forno de formato cúbico, com altura de 6 ft , está isolado com 4" de um material isolante de condutividade térmica 1,0 Btu/h.ft.
. Nele são inseridos
de uma liga que se funde a 1200 of ( admite-se que a liga já entre a 1200 of ). O coeficiente de convecção do ar externo é 3 BTU/h.ft2.of e a temperatura do ar externo de 77 of. Desprezando-se a resistência térmica da parede do forno e conhecendo-se o calor latente de fusão da liga de 300 BTU/lb, calcular:
a) o fluxo de calor transferido pelas paredes do forno;
b) quantos KW são necessários para manter o forno em operação. DADO : 1 KW = 3413 Btu/h.
c) A redução ( em % ) do fluxo de calor após a aplicação do isolamento.
a) o fluxo de calor transferido pelas paredes do forno;
b) quantos KW são necessários para manter o forno em operação. DADO : 1 KW = 3413 Btu/h.
c) A redução ( em % ) do fluxo de calor após a aplicação do isolamento.
Passo 1
O forno é um cubo de aresta
(logo cada face tem
e o total de faces é 6, então
Ele está a
e o ar externo fica a
. Há um isolamento de espessura
com condutividade
, e convecção externa com coeficiente
. Além disso, entra
de liga já a
, e seu calor latente é
.
Conteúdo: transferência de calor por condução e convecção em série, e balanço energético envolvendo calor latente.
Conteúdo: transferência de calor por condução e convecção em série, e balanço energético envolvendo calor latente.
Passo 2
Calcular a resistência térmica total entre o interior e o ar externo:
- Resistência por condução no isolamento
- Resistência por convecção externa
- Soma das resistências
- Fluxo de calor pelas paredes
Passo 3
Calcular o calor necessário para fundir a liga:
Passo 4
Potência total a ser fornecida
Convertendo para kW (
):
Passo 5
Sem isolamento só haveria resistência de convecção, ou seja
logo
Redução percentual
Resposta
a)
b) Potência total
c) Redução de aproximadamente .
b) Potência total
c) Redução de aproximadamente