Transferência de Calor em Estado Estacionário em Esferas sem Geração
Condições operacionais:
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Determine: O fluxo de calor em a;
Determine: O fluxo de calor em a;
Passo 1
O problema trata de transferência de calor em regime permanente através de esferas concêntricas sem geração interna. Temos:
• Convecção interna em com coeficiente
e fluido a
.
• Condução em duas camadas esféricas: de a
com condutividade
, e de
a
com condutividade
.
• Convecção externa em com coeficiente
e fluido a
.
Precisamos calcular o fluxo de calor no ponto (superfície
), que em regime estacionário é o mesmo fluxo
que atravessa todas as resistências em série, e depois obter a densidade de fluxo em
,
.
• Convecção interna em
• Condução em duas camadas esféricas: de
• Convecção externa em
Precisamos calcular o fluxo de calor no ponto
Passo 2
Escrevemos as quatro resistências térmicas em série:
onde
Passo 3
Substituindo os valores numéricos:
Calculamos cada resistência:
Passo 4
Somando as resistências para obter a resistência térmica total:
O fluxo de calor total é
Passo 5
A densidade de fluxo na superfície interna (
, ponto
) é
Resposta
O fluxo de calor em
(densidade de fluxo na superfície
) é