Transferência de Calor em Estado Estacionário em Cilindros Infinitos sem Geração
Condições operacionais:
Determine:
A temperatura em b;
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A temperatura em b;
Passo 1
O enunciado descreve um cilindro longo composto de uma camada metálica (condutividade
) entre
e
, mais uma camada isolante (condutividade
) entre
e
. No interior (
) o fluido está a
com coeficiente convectivo
, e no exterior (
) o fluido está a
com
.
O que se pede é a temperatura no ponto “b”, isto é, na interface entre o metal e o isolante, em . Vamos modelar o problema por resistências térmicas em série no regime estacionário.
O que se pede é a temperatura no ponto “b”, isto é, na interface entre o metal e o isolante, em
Passo 2
As resistências térmicas são:
Em série, a resistência total é
Passo 3
Substituindo valores (
,
,
,
):
Logo
Passo 4
A taxa de calor no regime estacionário é
Passo 5
A temperatura em
(ponto b) é obtida subtraindo de
a queda de temperatura nas duas primeiras resistências (
):
Resposta
A temperatura em b é aproximadamente
.