Enunciado

Dois revestimentos especiais estão disponíveis para aplicação em uma placa de absorção instalada abaixo da cobertura de vidro descrita no Exemplo 12.9. Cada um dos revestimentos é difuso e caracterizado pela distribuição espectral mostrada a seguir.

Qual revestimento você selecionaria para a placa de absorção? Explique sucintamente. Para o revestimento selecionado, qual é a taxa na qual a radiação é absorvida, por unidade de área da placa de absorção, se a irradiação solar total na cobertura de vidro for de GS = 1000 W/m2?

Passo 1

Fala aí! Partiu resolver essa questão aí!!

Precisamos responder duas coisinhas… A primeira é dizer qual o revestimento seria melhor para a placa de absorção… Vamos pensar!

Para a placa de absorção nós precisamos maximizar a absorção de radiação solar e minimizar as perdas de emissão. Sendo a radiação solar concentrada na região λ   < 4 μ m , e se a temperatura da placa de T   ≤   350   K , então a emissão da placa é concentrada na região espectral λ >   4 μ m … Então nosso revestimento A é o melhor para a placa de absorção!

Show! Partiu para a segunda parte da questão!

Passo 2

Agora temos que encontrar a taxa de radiação que é absorvida… Podemos achar isso assim, olha só:

G S ,   a b s o r ç ã o = α A   .   τ   .   G S

Precisamos achar primeiro esse α A , vamos encontrar eles assim:

α A ≈ α λ ,   A   .   F 0 → 4   μ m   +   α λ ,   B   .   F 4 → ∞

α A ≈ α λ ,   A   .   F 0 → 4   μ m   +   α λ ,   B   .   1 - F 0 → 4   μ m

Os valores de α λ de cada revestimento, podemos tirar do gráfico dado no enunciado, ficaremos com:

α A ≈ 0,85   .   F 0 → 4   μ m   +   0,05   .   1 - F 0 → 4   μ m

Para achar o F 0 → 4   μ m , vamos fazer o seguinte:

λ . T = 4   .   5800

λ . T = 23200   μ m . K

Indo lá na tabela 12.2 com o valor que encontramos, teremos:

F 0 → 4   μ m ≈ 0,99

Show! Vamos voltar ali na equação, ficaremos com:

α A ≈ 0,85   .   0,99   +   0,05   .   1 - 0,99

α A ≈ 0,85

Agora simmm! Podemos encontrar a taxa de radiação que é absorvida, lembrando que pelo exemplo 12.9, que o enunciado pediu pra gente se basear, o valor de τ = 0,84 … Temos então:

G S ,   a b s o r ç ã o = 0,85   .   0,84   .   1000

G S ,   a b s o r ç ã o = 714   W / m ²

Prontinho! Conseguimos!

Resposta

Passo 1 e G S ,   a b s o r ç ã o = 714   W / m ² .

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