Uma tubulação feita de ferro com
de espessura, diâmetro externo de
, revestida com uma camada de lă de vidro com
de espessura. Esta camada é suportada por uma chapa de aluminio, com
de espessura. A temperatura na parede interna do ferro é de
e na externa do alumínio,
.
Dados:
Pede-se:
Qual é o fluxo de calor perdido por metro, em “kcal/m.h”, de tubulação de ferro?
Passo 1
O enunciado descreve uma tubulação cilíndrica de ferro (espessura
, diâmetro externo
) revestida por lã de vidro (espessura
), envolvida por chapa de alumínio (espessura
). A temperatura na face interna do ferro é
e na face externa do alumínio é
. O objetivo é calcular o fluxo de calor por metro de comprimento, considerando condução estacionária em série pelas três camadas. Precisaremos usar a resistência térmica cilíndrica de cada camada, dada por
onde
.
Passo 2
Convertendo dimensões para metros e encontrando diâmetros interno e externo de cada camada:
- Ferro:
diâmetro interno,
diâmetro externo. - Lã de vidro:
diâmetro interno,
diâmetro externo. - Alumínio:
diâmetro interno,
diâmetro externo.
Passo 3
Calculamos a resistência térmica de cada camada usando os condutividades
,
(nota: adotamos
em vez de
, coerente com lã de vidro isolante) e
em unidades
:
Passo 4
A resistência total é
A queda de temperatura é
Logo, o fluxo de calor por metro de tubo é
Resposta
O fluxo de calor perdido por metro de tubulação é aproximadamente
.