Transferência de Calor em Estado Estacionário em Esferas sem Geração
Condições operacionais:
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Determine: O fluxo de calor em c;
Determine: O fluxo de calor em c;
Passo 1
O enunciado descreve transferência de calor em regime permanente através de duas camadas esféricas sem geração interna, com convecção no interior (raio
) e no exterior (raio
). A fluido interno está a
com coeficiente convectivo
,W/m²K; a fluido externo está a
com
,W/m²K. A primeira camada (entre
m e
m) tem condutividade
,W/mK e a segunda (entre
e
m) tem
,W/mK. Queremos calcular a vazão de calor
.
Passo 2
Modelamos como resistências térmicas em série: convecção interna, condução na camada 1, condução na camada 2 e convecção externa.
A resistência convectiva interna é
A resistência convectiva interna é
a condução na camada 1 (esférica) é
a condução na camada 2 é
e a convecção externa é
A vazão de calor é dada por
Passo 3
Calculando cada resistência (em K/W):
Passo 4
Somando as resistências:
Como
,K, temos
Resposta
A vazão de calor é aproximadamente
W.