Exercícios Resolvidos de Resistência Térmica

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Enunciado

Considere uma superfície da área A na qual os coeficientes de transferência de calor de convecção e radiação são h c o n v e h r a d , respectivamente. Explique como você determinaria:

a O coeficiente de transferência de calor equivalente;

b A resistência térmica equivalente.

Suponha que o meio e as superfícies ao redor estejam na mesma temperatura.

Passo 1

a O coeficiente de transferência de calor equivalente;

Se uma superfície a temperatura T está trocando calor simultaneamente por convecção (com um fluido a uma temperatura T ∞ ) e radiação (com uma vizinhança a uma temperatura T v i z ), a taxa de transferência de calor equivalente será:

q e q = q c o n v + q r a d

q e q = h c o n v . A . T - T ∞ + h r a d . A . T - T v i z

Para o caso em que T ∞ = T v i z , teremos:

q e q = h c o n v . A . T - T ∞ + h r a d . A . T - T ∞

Podemos colocar em evidência os termos A e T - T ∞ . Dessa forma:

q e q = h c o n v + h r a d . A . T - T ∞

Isso nos diz que, no caso em que T ∞ = T v i z , a soma das taxas de transferência de calor é equivalente a uma transferência de calor única com um coeficiente de transferência de calor h c o n v + h r a d .

Dessa forma:

h e q = h c o n v + h r a d

Passo 2

b A resistência térmica equivalente.

Para uma transferência de calor convectiva, a resistência térmica é dada por:

R c o n v = 1 h c o n v . A

Assim, para saber a resistência térmica equivalente, basta substituir o que seria o coeficiente convectivo pelo coeficiente de transferência de calor equivalente.

Logo:

R e q = 1 h e q . A

R e q = 1 h c o n v + h r a d . A

Resposta

a

h e q = h c o n v + h r a d

b

R e q = 1 h c o n v + h r a d . A

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