1 - Um painel em liga de alumínio com 3 mm de espessura (
e
) é revestido de ambos os lados com uma camada epóxi, que deve ser curada a uma temperatura igual ou superior a
por 5 min . A linha de produção para essa operação de cura envolve duas etapas:
Etapa 1: Aquecimento em grande forno com ar a
e coeficiente de transferência de calor por convecção é igual a
.
Etapa 2: Resfriamento em uma grande câmara com ar a
e coeficiente de transferência de calor por convecção igual a
.
Se o painel for colocado no interior do forno a uma temperatura de
e removido da câmara a uma temperatura de
, qual o tempo total gasto nas duas etapas de operação? Considere a resistência térmica condutiva do epóxi desprezível.
Passo 1
O enunciado nos dá um painel de alumínio de espessura
cujas propriedades são
Ele é inicialmente a
, é aquecido em ar a
com
até que a sua temperatura atinja
, mantido aí por 5 min e depois resfriado em ar a
com
até
.
Conteúdo: transiente de troca de calor com convecção, modelo de capacitância concentrada.
Conteúdo: transiente de troca de calor com convecção, modelo de capacitância concentrada.
Passo 2
Verificamos o critério de Biot para usar o modelo de capacitância concentrada:
Para
:
logo o painel é praticamente isotérmico internamente e podemos usar
com
.
Passo 3
Calculamos a constante de tempo na etapa de aquecimento:
Passo 4
Tempo para aquecer de
até
no forno
:
Passo 5
Somamos o tempo de cura de
min (
s):
Passo 6
Constante de tempo na etapa de resfriamento:
Passo 7
Tempo para resfriar de
até
na câmara
:
Passo 8
Tempo total das duas etapas:
Resposta
O tempo total gasto nas duas etapas é aproximadamente
minutos.