Enunciado

FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Tranferência de Calor - Capítulo 13.Problemas - Ex. 69

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69 - Reconsiderar Prob. 13-68. Usando o software EES (ou outro programa), investigue o efeito da redução percentual na taxa líquida de transferência de calor por radiação entre as placas sobre a emissividade dos escudos de radiação. Deixe a redução percentual variar de 40 a 95%. Trace a emissividade versus a redução percentual na transferência de calor e discutir os resultados.

Passo 1

Dados fornecidos:

Emissividade da placa superior,  ε 1 = 0 , 6

Emissividade da placa inferior,  ε 2 = 0 , 9

Temperatura da placa superior,  T 1 = 65 0   K

Temperatura da placa inferior,  T 2 = 40 0   K

Passo 2

Considerações:

1. As superfícies são difusas, cinza e opacas

2. Existem condições operacionais estáveis

3. A transferência de calor de e para as superfícies é devida apenas à radiação

Passo 3

A taxa líquida de transferência de calor por radiação entre as placas, no caso de não haver proteção, é:

Q ˙ = σ T 1 4 - T 2 4 1 ε 1 + 1 ε 2 - 1 + 1 ε 3 + 1 ε 3 - 1

= 5,67 × 10 - 08 × 650 4 - 4000 4 1 0,6 + 1 0,9 - 1

Q ˙ s e m p r o t e ç ã o = 4876,75   W / m 2

Uma vez que, usando a proteção contra radiação, a taxa líquida de transferência de calor por radiação é reduzida em alguns%. Portanto, a emissividade da blindagem de radiação pode ser determinada como:

Q ˙ = σ T 1 4 - T 2 4 1 ε 1 + 1 ε 2 - 1 + n 1 ε 3 + 1 ε 3 - 1

100 - %   d e   r e d u ç ã o 100 × 4876,75 = 5,67 × 10 - 08 × 65 0 4 - 40 0 4 1 0 , 6 + 1 0 , 9 - 1 + 1 ε 3 + 1 ε 3 - 1

Ao resolver a equação  ( 1 ) variando % de redução na taxa líquida de transferência de calor da radiação de 40   % para  95 % , a mudança na emissividade da blindagem de radiação é tabulada e plotada no gráfico, como mostrado abaixo:

O gráfico abaixo é dado pela variação da emissividade pela porcentagem de redução.

A partir das parcelas, observa-se que, quanto menor a emissividade da proteção de radiação a ser utilizado, maior a redução na taxa líquida de transferência de calor por radiação entre as placas paralelas.

Resposta

A partir das parcelas, observa-se que, quanto menor a emissividade da proteção de radiação a ser utilizado, maior a redução na taxa líquida de transferência de calor por radiação entre as placas paralelas.

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