Enunciado

O teto do baú de um caminhão refrigerado é construído com um material composto, sendo constituído por uma camada de isolante de espuma de uretano (t2 = 50 mm, ki = 0,026 W/(m · K)) posicionada entre painéis de liga de alumínio (t1 = 5 mm, kp = 180 W/(m · K)). O comprimento e a largura do teto são L = 10 m e W = 3,5 m, respectivamente, e a temperatura da superfície interna é Ts,i = –10°C. Sejam condições nas quais o caminhão se desloca a uma velocidade V = 105 km/h, a temperatura do ar é T∞ = 32°C e a irradiação solar é Gs = 750 W/m2. Escoamento turbulento pode ser suposto ao longo de todo o teto.

(a) Para valores equivalentes da absortividade solar e da emissividade da superfície externa (αs = ε = 0,5), determine a temperatura média da superfície externa Ts,e. Qual é a carga térmica correspondente imposta ao sistema de refrigeração?

(b) Um acabamento especial (αs = 0,15, ε = 0,8) pode ser aplicado na superfície externa. Que efeito teria tal aplicação na temperatura superficial e na carga térmica?

(c) Se, com αS = ε = 0,5, o teto não estiver isolado (t2 = 0), quais são os valores correspondentes da temperatura superficial e da carga térmica?

Passo 1

Vamos lá gente!! (a) De um balanço energético para a superfície externa,

Logo,

Portanto,

Isolando T s , o ,

Portanto, a carga de calor é,

Passo 2

b) Com o acabamento de superfície especial,

(c) Sem o isolamento,

Resposta

a ) T s , o = 33.8   ° C ,     q = 797   W

b ) T s , o = 27.1   ° C ,     q = 675.3   W

c ) T s , o = - 9.9   ° C ,     q = 90630   W

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