Transferência de Calor em Estado Estacionário em Cilindros Infinitos sem Geração
Condições operacionais:
Determine:
A taxa de calor em b;
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A taxa de calor em b;
Passo 1
O enunciado descreve um cilindro de comprimento
,m com três zonas em série: no raio interno
,m há convecção com coeficiente
,W/m²K e temperatura do fluido interior
C; do raio
a
,m há um tubo metálico com condutividade térmica
,W/mK; do raio
a
,m há um revestimento isolante com
,W/mK; e no raio externo
há convecção com
,W/m²K e temperatura ambiente
C. Vamos usar o modelo de resistências térmicas em série, pois o regime é estacionário e não há geração interna.
Passo 2
A taxa de calor
é dada por
onde a resistência total em série é
Passo 3
Calculamos cada resistência:
- Convecção interna:
- Condução no metal (
):
- Condução no isolante (
):
- Convecção externa:
Somando:
Passo 4
A diferença de temperatura é
Passo 5
Finalmente, a taxa de calor é
Resposta
A taxa de calor é
W.