Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Incropera - Fundamentos de Transferência de Calor e Massa- Ed: 7º - Capítulo 3.Problemas - Ex. 2
2 - Uma nova construção a ser localizada em clima frio está sendo projetada com um porão que tem uma parede com espessura . As temperaturas interna e externa desta parede estarão a e , respectivamente. O arquiteto pode especificar o material da parede, sendo blocos de concreto aerado com = ou concreto com brita. Para reduzir o fluxo térmico condutivo através da parede de concreto com brita a um nível equivalente ao da parede com concreto aerado, qual espessura de uma folha de poliestireno extrudado tem que ser aplicada na superfície interna da parede de concreto com brita? A dimensão do piso do porão é e a taxa de renda esperada é de . Qual o custo anual, em termos da perda de renda anual, se a parede de concreto com brita, com isolamento de poliestireno, for especificada?
Passo 1
Segue a ilustração abaixo :
Passo 2
Agora vamos calcular o fluxo de calor através da parede de concreto aerado, usando a equação da lei de Fourier da condução de calor.
Aqui, a taxa de fluxo de calor é , a temperatura da parede interna é , a temperatura da parede externa é , é a condutividade térmica da parede de concreto aerada é e a espessura da parede do porão é .
Na tabela de 'propriedades termofísicas do material comum', à temperatura de para chapas de poliestireno extrudado, a condutividade térmica é , para concreto de mistura de pedras, a condutividade térmica é .
Substituindo pelos valores fornecidos, temos:
Passo 3
Agora vamos calcular o fluxo de calor através da parede composta de placas de concreto e poliestireno.
Aqui, a espessura da folha de poliestireno extrudado é .
Pegue os valores de propriedades térmicas físicas de materiais de construção estruturais e de materiais isolantes. Substitua os valores fornecidos na equação:
Portanto, a espessura da chapa de poliestireno extrudado a ser aplicada na superfície interna da parede de concreto de mistura de pedra para reduzir o fluxo de calor de condução ao nível equivalente ao do concreto aerado é .
Passo 4
Diagrama esquemático do novo edifício com isolamento:
Vamos calcular a área do espaço ocupado pelo isolamento de poliestireno:
Aqui, a área do espaço ocupado pelo isolamento de poliestireno é , a largura do porão é , Altura do porão é .
Passo 5
Agora, podemos calcular a receita perdida em um ano associada à especificação do concreto misturado, considerando o produto da taxa esperada de aluguel por mês , a duração em meses (12 meses) e a área ocupada pelo isolamento de poliestireno, temos a seguinte relação:
Portanto, a receita anual perdida associada à especificação do concreto da mistura de pedras é .