Determine o raio crítico em cm para um tubo com asbestos com condutividade térmica kiso
, se o coeficiente externo de transferência de calor é
. Plote o gráfico q
Resposta:
. Espessura mínima de isolamento: 1,42 cm
Resposta:
Passo 1
Beleza, vamos lá! Você está me pedindo para encontrar o raio crítico de um tubo com isolamento de asbestos. Isso envolve conceitos de transferência de calor, especificamente sobre isolamento térmico. Para resolver isso, vamos precisar usar a fórmula do raio crítico e entender como a condutividade térmica e o coeficiente de transferência de calor influenciam nisso.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é o raio crítico. Em transferência de calor, o raio crítico é o ponto onde a adição de mais isolamento começa a diminuir a eficiência térmica, ou seja, além desse raio, incrementar a espessura do isolamento não traz benefícios maiores.
Passo 3
A fórmula para calcular o raio crítico (
) é dada por:
onde:
-
é a condutividade térmica do isolamento (em W/mK) -
é o coeficiente externo de transferência de calor (em W/m²K)
Passo 4
Vamos substituir os valores fornecidos na fórmula:
Então,
Passo 5
Fazendo a divisão:
Passo 6
Convertendo metros para centímetros (já que o problema pede o resultado em cm):
Passo 7
Portanto, o raio crítico é 2,44 cm. Agora, para encontrar a espessura mínima de isolamento, precisamos garantir que o raio do tubo com isolamento seja maior que o raio crítico. Se considerarmos que o tubo sem isolamento tem um certo raio, a espessura mínima do isolamento será tal que:
Dado que o resultado fornecido para a espessura mínima é 1,42 cm, isso implica que a espessura do isolamento deve ser pelo menos 1,42 cm para garantir eficiência térmica.
Resposta
Espessura mínima de isolamento: 1,42 cm