Transferência de Calor em Estado Estacionário em Esferas sem Geração
Condições operacionais:
&
&
&
\
&
&
& \
&
Determine: A temperatura em b;
Determine: A temperatura em b;
Passo 1
O enunciado descreve uma esfera interna de raio
submetida a convecção interna com coeficiente
e temperatura do fluido
. À sua volta existem duas camadas concêntricas até o raio
:
– de a
com condutividade térmica
,
– de a
com condutividade
.
Por fim há convecção externa em com
e fluido à
. Queremos a temperatura da superfície externa, isto é
.
– de
– de
Por fim há convecção externa em
Passo 2
Em regime permanente sem geração de calor, montamos a rede de resistências térmicas em série:
- convecção interna em
, - condução esférica na camada de metal (
), - condução esférica na camada isolante (
), - convecção externa em
.
A corrente térmica (fluxo) é
Passo 3
Escrevemos cada resistência:
Passo 4
Substituindo valores (
,
,
em metros):
Passo 5
A resistência total vale
Logo o fluxo é
Passo 6
A queda de temperatura na convecção externa é
Assim a temperatura da face externa é