Uma parede plana é mantida a uma temperatura constante de
, e o ar em ambos os lados está à pressão atmosférica e a
.
Qual a quantidade de calor perdida por convecção de um metro quadrado de superfície em ambos os lados em 1 hora?
a) Se a parede for vertical
b) Se a parede for horizontal
Qual a quantidade de calor perdida por convecção de um metro quadrado de superfície em ambos os lados em 1 hora?
a) Se a parede for vertical
b) Se a parede for horizontal
Passo 1
O enunciado pede a taxa de calor perdida por convecção livre de uma parede plana mantida a
, com ar ambiente a
, considerando uma área de
de cada lado (total
) em
hora. O conteúdo necessário é o cálculo de coeficiente convectivo
pela correlação de Nusselt para convecção livre e depois usar a lei de Newton do resfriamento
com
K.
Passo 2
Estimamos as propriedades do ar à temperatura filme
Valores típicos a
:
Passo 3
Tomando comprimento característico
, o número de Rayleigh
Passo 4
Para a placa vertical, usa-se a correlação válida para
:
Calculando cada termo dá
, logo
Passo 5
A perda de calor total em
é
e em
hora
Passo 6
Para a placa horizontal aquecida por baixo (configuração instável,
), usa-se
levando a
e
e
Passo 7
A perda total em
é
e em
hora
Resposta
a)
b)
b)