Enunciado

A taxa de transferência de calor da parede de um tubo circular com convecção agindo sobre a superfície externa é dada, por unidade de seu comprimento,

q ˙ = 2 π L T i - T o ln ⁡ r o / r i k + 1 r o h

Onde i refere-se à superfície interna do tubo, e o à superfície externa do tubo. Aumentar r o reduzirá a transferência de calor quando

a) r o < k / h

b) r o = k / h

c) r o > k / h

d) r o > 2 k / h

Passo 1

Nessa questão, é importante saber que o raio crítico de isolamento para um tubo cilíndrico pode ser expresso como:

r c r e s f e r a = k / h

A taxa de transferência de calor do tubo cilíndrico pode ser expressa como:

q ˙ = 2 π L T i - T o ln ⁡ r o / r i k + 1 r o h

Observe que o raio crítico do isolamento depende da condutividade térmica do isolamento k  e do coeficiente de transferência de calor por convecção externa  h

Pala figura acima, vemos que a taxa de transferência de calor do tubo cilíndrico aumenta com a adição de isolamento r o < r c r , atinge o máximo quando r o = r c r e começa a diminuir r o > r c r  . Assim, isolar o tubo pode realmente reduzir a taxa de transferência de calor a partir de quando  r o > r c r .

Resposta (c)

Resposta

c) r o > k / h

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