No interior de um forno cilíndrico com aquecimento elétrico, a base está a
, a lateral está a
e o topo está a
. Determinar a taxa de transferência de calor entre cada superfície. Considerar que as superfícies internas do forno são opacas e cinza com emissividade igual a 0,8 .
Passo 1
O enunciado descreve um forno cilíndrico cujas superfícies internas trocam calor por radiação: a base está a
, a lateral a
e o topo a
. Todas têm emissividade
. Para encontrar a taxa de transferência de calor entre cada par de superfícies, precisamos montar a rede radiativa (modelo de resistências radiativas em série e paralelo) e usar fatores de forma geométricos
.
Passo 2
Para escrever a expressão geral da troca radiativa líquida entre duas superfícies
e
temos:
onde
é a constante de Stefan–Boltzmann,
e
são áreas e
é o fator de forma de
para
.
Passo 3
Para especificar
num cilindro interno precisamos das dimensões (raio
e altura
) para calcular, por exemplo,
-
, -
, -
,
e usar as relações de reciprocidade e soma de fatores de forma.
Passo 4
Como o enunciado não fornece
nem
, não é possível determinar numericamente os fatores de forma e, portanto, não podemos calcular valores numéricos para as taxas de transferência de calor.
Resposta
Não há como determinar numericamente as taxas de transferência de calor pois faltam as dimensões do cilindro (raio e altura), necessárias para calcular os fatores de forma entre as superfícies.