- No interior de uma estufa de alta temperatura os gases atingem
. A parede da estufa é de aço, tem 6 mm de espessura e fica em um espaço fechado em que há risco de incêndio,
sendo necessário limitar a temperatura da superfície em
. Para minimizar os custos de isolação, dois materiais serão usados: primeiro um isolante de alta temperatura (mais caro), aplicado sobre o aço e, depois, magnésia (menos caro) externamente. A temperatura máxima suportada pela magnésia é
. Conhecendo os dados abaixo, pede-se:
a) Especifique a espessura ( em cm ) de cada material isolante.
b) Sabendo que o custo por cm de espessura colocado do isolante de alta temperatura é duas vezes que o da magnésia, calcule a elevação percentual de custo se fosse utilizado apenas o isolante de alta temperatura.
DADOS: temperatura ambiente :
; coeficiente de película interno :
; coeficiente de película externo :
; condutividade térmica do aço : 37,25
Kcal/h.m.
; condutividade térmica do isolante de alta temperatura :
sendo necessário limitar a temperatura da superfície em
a) Especifique a espessura ( em cm ) de cada material isolante.
b) Sabendo que o custo por cm de espessura colocado do isolante de alta temperatura é duas vezes que o da magnésia, calcule a elevação percentual de custo se fosse utilizado apenas o isolante de alta temperatura.
DADOS: temperatura ambiente :
Kcal/h.m.
Passo 1
O enunciado descreve uma parede composta por um filme convectivo interno (ar a
C,
Kcal/h
C), uma lâmina de aço de espessura
mm (
Kcal/
C), depois um isolante de alta temperatura de condutividade
Kcal/
C e espessura
, por fim uma camada de magnésia de condutividade
e espessura
, seguida de convecção externa (ar a
C,
Kcal/h
C). Pede-se
e
para que a interface isolante–magnésia não exceda
C e a superfície externa fique a
C.
Passo 2
Para calcular as espessuras precisamos da condutividade térmica da magnésia (
). Sem esse dado não é possível avaliar a resistência térmica dessa camada nem determinar o fluxo de calor e, consequentemente,
e
.
Resposta
Não há como resolver o problema na forma numérica porque não foi fornecida a condutividade térmica da magnésia, que é essencial para calcular a espessura necessária dessa camada.