Transferência de Calor em Estado Estacionário em Cilindros Infinitos sem Geração
Condições operacionais:
Determine:
A temperatura em a;
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A temperatura em a;
Passo 1
O enunciado descreve um cilindro composto coaxial em regime estacionário sem geração de calor, com:
– um fluido interno a e coeficiente de convecção
na superfície de raio
;
– um tubo metálico de condutividade entre
e
;
– um isolante de condutividade entre
e
;
– convecção externa com coeficiente para um fluido a
.
Precisamos achar a temperatura no raio (ponto
) usando o modelo de resistências térmicas em série em coordenadas cilíndricas.
– um fluido interno a
– um tubo metálico de condutividade
– um isolante de condutividade
– convecção externa com coeficiente
Precisamos achar a temperatura no raio
Passo 2
Escrevemos as resistências térmicas por unidade de comprimento
:
e a resistência total
Passo 3
Substituindo os valores
obtém-se
logo
Passo 4
A diferença de temperatura é
,
portanto o fluxo de calor total é
portanto o fluxo de calor total é
Passo 5
A temperatura no ponto
(raio
) vem da queda até ali pelas resistências interna e metálica:
Resposta
A temperatura no ponto
é aproximadamente
.