The wall of an industrial furnace is constructed from
-thick fireclay brick having a thermal conductivity of
.K. Measurements made during steady-state operation reveal temperatures of 1400 and 1150 K at the inner and outer surfaces, respectively. What is the rate of heat loss through a wall that is
on a side?
Passo 1
O enunciado trata de condução estacionária de calor em uma parede plana de tijolo refratário (fireclay) de espessura
. As temperaturas medidas na superfície interna e externa são, respectivamente,
e
. Para resolver, vamos usar a Lei de Fourier para condução unidimensional em regime permanente.
Passo 2
Identificamos os dados fornecidos:
– Condutividade térmica:
– Espessura da parede:
– Temperatura interna:
– Temperatura externa:
– Dimensões da parede: , logo a área é
– Condutividade térmica:
– Espessura da parede:
– Temperatura interna:
– Temperatura externa:
– Dimensões da parede:
Passo 3
A Lei de Fourier para condução unidimensional em regime estacionário diz que a taxa de calor é
Aqui o gradiente de temperatura é constante pela espessura, então aplicamos diretamente essa fórmula.
Passo 4
Calculamos a diferença de temperatura:
Substituindo na Lei de Fourier:
Resposta
A taxa de perda de calor através da parede é aproximadamente
(ou
).