Uma lona de freio feita de borracha dura é pressionada contra um tambor rotativo de aço carbono silício ( \mathrm{Mn} \leq 1 \% ; 0,1 \% \leq \mathrm{Si} \leq 0,6 \% ). Calor é gerado na superfície de contato tambor-lona por atrito na taxa de 200 \mathrm{~W} / \mathrm{m}^{2}. Noventa por cento do calor gerado passa para o tambor de aço enquanto o restante passa para o freio de borracha. Determine os gradientes de temperatura na superfície de contato no tambor de aço e no freio de borracha. (R: aço: \mathbf{- 3 , 4 6 8 ~ K / m}; borracha: \mathbf{- 1 5 3 8 , 5 ~ K} / \mathbf{m} )
Passo 1
O enunciado descreve um tambor de aço e uma lona de borracha em atrito com geração de calor na interface à taxa de q''=200\\ \mathrm{W/m^2}. Diz que 90\% desse calor entra no tambor de aço e 10\% na lona de borracha. Precisamos encontrar os gradientes de temperatura \bigl(dT/dx\bigr) nas superfícies de contato de cada material usando condução unidimensional e a lei de Fourier.
Passo 2
Calculamos os fluxos de calor na interface para cada material: