- Um tubo de aço (
) tem diâmetro externo de
e espessura de
e 150 m de comprimento e transporta amônia a -20
( convecção na película interna desprezível ). Para isolamento do tubo existem duas opções : isolamento de borracha (
) de
de espessura ou isolamento de isopor (
h.m.
) de 5 cm de espessura. Por razões de ordem técnica o máximo fluxo de calor não pode ultrapassar
. Sabendo que a temperatura na face externa do isolamento é
, pede-se :
a) As resistências térmicas dos dois isolamentos;
b) Calcule o fluxo de calor para cada opção de isolante e diga qual isolamento deve ser usado;
a) As resistências térmicas dos dois isolamentos;
b) Calcule o fluxo de calor para cada opção de isolante e diga qual isolamento deve ser usado;
Passo 1
O enunciado trata de condução de calor em geometria cilíndrica: um tubo de aço carrega amônia a
, a convecção interna é desprezível e a face externa do isolamento fica a
. Queremos a resistência térmica de cada isolante (borracha e isopor) e depois o fluxo de calor usando
com
.
Passo 2
Determinar os raios interno
(raio externo do tubo de aço) e externo
de cada isolante:
– diâmetro externo do tubo .
– borracha espessura .
– isopor espessura .
Comprimento .
– diâmetro externo do tubo
– borracha espessura
– isopor espessura
Comprimento
Passo 3
A resistência térmica por condução em casca cilíndrica é
Passo 4
Calcular
para a borracha (
kcal/
C):
Passo 5
Calcular
para o isopor (
kcal/
C):
Passo 6
Calcular o fluxo de calor em cada caso com
:
Passo 7
Como o fluxo máximo permitido é
kcal/h, o isopor (
) excede esse valor, enquanto a borracha (
) fica abaixo.
Resposta
R
h
C/kcal
R h
C/kcal
kcal/h,
kcal/h
Escolher o isolamento de borracha.
R
Escolher o isolamento de borracha.