Uma parede tem temperaturas superficiais interna e externa iguais a 16 e
, respectivamente. As temperaturas do ar interno e externo são 20 e
, respectivamente. Os coeficientes de transferência de calor por convecção nas superfícies interna e externa são 5 e
, respectivamente. Calcule os fluxos térmicos do ar interior para a parede e da parede para o ar exterior. A parede está sob condições de regime estacionário? (R:
).
Passo 1
Primeiro, vamos entender o que o exercício está pedindo. Temos uma parede com temperaturas nas superfícies interna e externa de 16°C e 6°C, respectivamente. As temperaturas do ar interno e externo são 20°C e 5°C. Além disso, os coeficientes de transferência de calor por convecção nas superfícies interna e externa são 5 e 20 W/(m²·K). Nosso objetivo é calcular os fluxos térmicos do ar interno para a parede e da parede para o ar externo, e verificar se a parede está em regime estacionário. Para isso, vamos precisar aplicar conceitos de transferência de calor por convecção.
Passo 2
Vamos calcular o fluxo de calor do ar interno para a parede usando a fórmula da convecção:
Onde:
-
é o fluxo de calor (W/m²), -
é o coeficiente de convecção (W/(m²·K)), -
é a temperatura do ar (°C), -
é a temperatura da superfície da parede (°C).
Substituindo os valores:
Passo 3
Agora, vamos calcular o fluxo de calor da parede para o ar externo usando a mesma fórmula da convecção:
Substituindo os valores:
Resposta
Os fluxos térmicos são 20 W/m² do ar interno para a parede e 20 W/m² da parede para o ar externo. A parede está sob condições de regime estacionário.