Problema 30 (Prova Petrobras - Engenheiro de Processamento - 2010):
16
Um tanque retangular contém água mantida a uma temperatura de
. As paredes do tanque possuem uma espessura de 20 cm e a condutividade térmica é
. Considere, ainda, que a temperatura ambiente é
e os coeficientes de convecção interno e externo sobre as paredes do tanque são
, respectivamente. Dessa forma, a perda de calor do tanque para o ambiente, em W.
, é de
(A) 900
(B) 1.000
(C) 1.333
(D) 1.500
(E) 2.000
Resposta: B
(A) 900
(B) 1.000
(C) 1.333
(D) 1.500
(E) 2.000
Passo 1
O enunciado trata de transferência de calor estacionária unidimensional através da parede do tanque, composta por convecção interna, condução na parede e convecção externa. Dados principais:
– Temperatura interna
– Temperatura ambiente
– Espessura da parede
– Condutividade térmica
– Coeficientes de convecção interna e externa
Vamos modelar como resistências térmicas em série por metro quadrado.
– Temperatura interna
– Temperatura ambiente
– Espessura da parede
– Condutividade térmica
– Coeficientes de convecção interna
Vamos modelar como resistências térmicas em série por metro quadrado.
Passo 2
A resistência térmica total por unidade de área é a soma das resistências de convecção interna, condução e convecção externa:
Passo 3
Substituindo os valores numéricos:
Passo 4
A diferença de temperatura é
. O fluxo de calor por metro quadrado é
Resposta
(B) 1000