Uma tubulação de vapor sem isolamento térmico e de diâmetro externo de 70 mm está instalada em um cômodo onde o ar e as paredes se encontram a
. A temperatura da superficie do tubo equivale a
e sua emissividade é igual a 0,8 . Sabendo que o coeficiente de transferência de calor do ar ao redor da tubulação é de
, determine a taxa de calor perdida pela superficie do tubo por unidade de comprimento.
Passo 1
O enunciado pede a taxa de calor perdida por unidade de comprimento de um tubo cilíndrico a
num ambiente a
, considerando convecção com coeficiente
e radiação com emissividade
. O diâmetro externo do tubo é
. Para resolver, vamos somar o fluxo convectivo e o radiativo por unidade de comprimento:
Passo 2
Primeiro convertemos as temperaturas para Kelvin:
A expressão do fluxo convectivo por unidade de comprimento de um cilindro é
Substituindo os valores:
Passo 3
Para a radiação usamos a lei de Stefan–Boltzmann, com
. O fluxo radiativo por unidade de comprimento é
Calculando as potências:
e
, logo
Passo 4
Somando as duas contribuições:
Resposta
A taxa de calor perdida por unidade de comprimento é aproximadamente
.