Enunciado

Uma parede plana unidimensional, com espessura L, é construída com um material sólido com uma distribuição linear e não uniforme de porosidade, descrita por ε ( x )   =   ε m á x ( x / L ). Represente graficamente as distribuições de temperaturas, em regime estacionário, T ( x ) , para k s   =   10   W / ( m   ·   K ) ,   k f   =   0,1   W / ( m   ·   K ) ,   L   =   1   m , ε m á x   =   0,25 ; T ( x   =   0 )   =   30 ° C   e q x ' '   =   100   W / m 2 , utilizando a expressão para a condutividade térmica efetiva mínima de um meio poroso, a expressão para a condutividade térmica efetiva máxima de um meio poroso, expressão de Maxwell, e para o caso no qual k e f ( x )   =   k s .

Passo 1

Beleza galerinha, vamos lá! A lei de Fourier pode ser expressa como:

Observamos que o fluxo de calor é constante. A condutividade térmica efectiva pode ser avaliada a partir das várias fórmulas, como se segue.

Passo 2

Máxima condutividade térmica efectiva:

Condutividade térmica mínima efectiva:

A expressão de Maxwell:

Passo 3

As Equações anteriores ser substituídas pela Equação 1 e a expressão pode ser integrada numericamente usando um código comercial. O IHT foi utilizado para gerar as seguintes distribuições de temperatura.

Resposta

Ei, a resposta está no passo a passo :)

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