Transferência de Calor em Estado Estacionário em Cilindros Infinitos sem Geração
Condições operacionais:
Determine:
O fluxo de calor em c;
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O fluxo de calor em c;
Passo 1
Resumindo o enunciado: temos um cilindro longo de comprimento
com raio interno
exposto a um fluido a
com coeficiente de convecção
. Esse cilindro é feito de material com condutividade térmica
até o raio
, segue uma camada de material isolante com
até o raio
, que por sua vez troca calor por convecção com outro fluido a
e
. Em regime estacionário sem geração interna, o fluxo de calor é o mesmo em todas as camadas. Vamos modelar como resistências térmicas em série e calcular
.
Passo 2
Escrevemos as resistências térmicas de cada trecho (unidade: K/W):
A resistência total é
O fluxo térmico (potência) vale
Passo 3
Calculando numericamente (todos os logs no neper):
Passo 4
Somando as resistências:
E como
, temos
Resposta
O fluxo de calor em
é