Uma tubo de aluminio de 80 mm de diâmetro externo transporta uma gás quente a e possui um coeficiente de conveção de . O tubo é isolado com dois materiais diferentes, o material 2 e o material 3, com as seguintes condutividades e respectivamente. Sabendo que a temperatura ambiente é , determine:
b) A temperatura da superfície entre os isolamentos (Responder no Campo - Formato )

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado fala sobre um tubo de alumínio com diâmetro externo de 80 mm que transporta um gás quente a . Ele tem um coeficiente de convecção de . O tubo é isolado com dois materiais diferentes: o material 2 com condutividade térmica de e o material 3 com . A temperatura ambiente é . Vamos precisar usar a teoria de condução de calor e resistência térmica para achar a temperatura na superfície entre os dois isolamentos.

Passo 2

Primeiro, vamos converter o diâmetro externo do tubo para metros: . Como o tubo tem dois isolamentos, vamos considerar que cada material forma uma camada ao redor do tubo. Precisamos calcular os raios correspondentes a cada camada.

Passo 3

Supondo que a primeira camada de isolamento (material 2) tenha uma espessura $ \Delta r_1$ e a segunda camada (material 3) tenha uma espessura $ \Delta r_2$. A temperatura na interface entre os isolamentos será a mesma para ambas as camadas, então usamos a equação de equilíbrio de fluxo de calor.

Passo 4

A equação de condução de calor para cada camada em regime estacionário é:
onde e são as condutividades térmicas dos materiais 2 e 3, respectivamente.

Passo 5

Como o comprimento e o fluxo são os mesmos nas duas camadas, podemos igualar as expressões:

Passo 6

Vamos isolar :

Passo 7

Assumindo que as espessuras dos isolamentos são tais que podemos resolver a equação acima, fazemos os cálculos necessários para encontrar . Após simplificar e resolver a equação, obtemos a temperatura na superfície entre os isolamentos.

Resposta

A temperatura da superfície entre os isolamentos é aproximadamente .

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Uma tubo de aluminio de 80 mm de diâmetro externo transporta uma gás quente a e possui um coeficiente de conveção de . O tubo é isolado com dois materiais diferentes, o material 2 e o material 3, com as seguintes condutividades e respectivamente. Sabendo que a temperatura ambiente é , determine:
a) A taxa de transferencia de calor por metro de tubulação sabendo que de conveção externa é
Questão)
Determinar a menor dimensão Dados: . (10 pontos)
Um tubo de aço de 100 mm de diámetro externo e 80 mm de diâmetro interno com condutividade térmica de transporta um gás quente que mantêm a temperatura da superficie a . Realiza-se o isolamento com la de rocha com espessura de 30 mm e com condutividade térmica . Sabendo que o tubo está em um ambiente a que a vizinhança está a com coeficiente de convecção de e coeficiente de radiação . Determine:
c) A taxa de transferência de calor de convecção externa por metro de tubo considerando os efeitos convectivos e radiativos.
Uma parede é composta por quatro materiais isolantes, o material 1 é um anti-chamas de condutividade de , o material 2 é um isolante com condutividade de , o material 3 é um impermeabilizante com condutividade de e o material 4 é estrutural com condutividade de . Sabendo que são conhecidas as temperaturas e . Determine:
c) A taxa de transferência de calor por metro de parede