Transferência de Calor em Estado Estacionário em Esferas sem Geração
Condições operacionais:
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Determine: A taxa de calor em e;
Determine: A taxa de calor em e;
Passo 1
O enunciado descreve um corpo esférico composto por duas camadas concêntricas (uma de material isolante, de condutividade térmica
, e outra de material condutor, de condutividade
), submetido à convecção interna (fluido a temperatura
, coeficiente
na superfície de raio
) e à convecção externa (fluido a
, coeficiente
na superfície de raio
). Não há geração interna de calor. Em regime estacionário, a taxa de calor
é a mesma em toda a série de resistências térmicas, que calcularemos pela analogia elétrica.
Passo 2
Calcular a resistência convectiva interna
Substituindo
e
:
Passo 3
Calcular a resistência de condução na camada isolante (entre
e
)
Com
,
:
Passo 4
Calcular a resistência de condução na camada condutora (entre
e
)
Com
,
:
Passo 5
Calcular a resistência convectiva externa
Substituindo
e
:
Passo 6
Somar todas as resistências para obter
e calcular
:
Então