Uma tubulação de vapor com
de diâmetro externo está isolada termicamente por uma camada de silicato de cálcio.
Se o isolante possui uma espessura de 20 mm e as suas superfícies interna e externa são mantidas a
, respectivamente, qual é a perda de calor por unidade de comprimento
da tubulação?
Se o isolante possui uma espessura de 20 mm e as suas superfícies interna e externa são mantidas a
Passo 1
O enunciado trata de condução de calor radial permanente em uma camada cilíndrica (isolante de silicato de cálcio) que envolve um tubo. Precisamos aplicar a Lei de Fourier em coordenadas cilíndricas para encontrar a taxa de perda de calor por comprimento,
, dado que as temperaturas nas superfícies interna e externa do isolante são
e
, o raio interno
(metade do diâmetro externo do tubo
) e o raio externo
.
Passo 2
Para condução radial permanente em cilindros concêntricos, a expressão da taxa de calor por comprimento é
onde
é a condutividade térmica do isolante.
Passo 3
Substituindo numericamente os raios e as temperaturas, teríamos
Passo 4
O valor de
para silicato de cálcio não foi fornecido no enunciado. Sem esta propriedade térmica do material, não é possível calcular numericamente
.
Resposta
Não há como determinar numericamente a perda de calor por unidade de comprimento porque o enunciado não fornece a condutividade térmica
do isolante.