Um dos lados de uma parede plana está exposto a um ambiente onde
e
, enquanto o outro lado está exposto à atmosfera. A parede, de 40 cm de espessura, tem condutividade térmica
. Calcule o coeficiente global de transferência de calor e o fluxo de calor através da parede se a temperatura atmosférica for
.
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R.:
e
R.:
Passo 1
O enunciado trata de transferência de calor através de uma parede plana de espessura
e condutividade térmica
. De um lado há convecção para um fluido quente com
e coeficiente
; do outro, convecção para a atmosfera a
. Vamos precisar modelar as resistências térmicas por convecção e por condução para obter o coeficiente global
e o fluxo de calor superficial
.
Passo 2
Representamos o sistema como três resistências térmicas em série por metro quadrado de parede:
onde
é o coeficiente de convecção do lado frio (atmosfera).
Passo 3
Para convecção natural no ar, usamos o valor típico
Calculamos então
Passo 4
A resistência térmica total é
O coeficiente global de transferência de calor é
Passo 5
O fluxo de calor por metro quadrado é dado por
Resposta
Coeficiente global:
Fluxo de calor superficial:
Fluxo de calor superficial: