Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Transferência de Calor- Ed: 4º - Capítulo 13.Problemas - Ex. 100
100 – Uma longa barra de combustível cilíndrica de superfície negra de de diâmetro é protegida por uma superfície concêntrica à barra. O escudo tem diâmetro de e temperatura constante da superfície de . Tanto a superfície interna quanto a externa do escudo têm emissividade de ,e o espaçamento entre a barra de combustível e o escudo é vácuo. Considerando que a barra de combustível está gerando de calor por unidade de comprimento, determinar a temperatura da superfície da barra de combustível.
Passo 1
Dados fornecidos:
Diâmetro da barra de combustível, .
Diâmetro da blindagem externa, .
Temperatura da blindagem externa, .
Emissividade da blindagem contra radiação nas superfícies interna e externa, .
Geração de calor pela barra de combustível, .
Passo 2
Considerações:
1. As superfícies são difusas, cinza e opacas
2. Existem condições operacionais estáveis
Passo 3
Aplicando o balanço energético na superfície da barra de combustível, obtemos:
Portanto, a temperatura da superfície da barra de combustível pode ser expressa como:
Substituindo pelos valores conhecidos, temos:
A temperatura da superfície da barra de combustível é .
Resposta
A temperatura da superfície da barra de combustível é .