103 - Considere dois discos paralelos coaxiais de diâmetros  e , mostrado na Fig. P13-103. Para essa geometria, o fator de forma do disco menor para o disco maior pode ser calculado por

Onde, ,  e . O diâmetro, emissividade e temperatura são , e , respectivamente, para o disco de , e , e para o disco . A distância entre os dois discos é .

1. Calcule  e
2. Calcule a taxa líquida de transferência de calor por radiação entre os discos e  em regime permanente.
3. Suponha que outro disco (infinitamente) grande , de espessura desprezível e, é inserido entre os discos de  e  de tal forma que é paralela e equidistante de ambos os discos. Calcule a taxa líquida de transferência de calor por radiação entre os discos  e  e entre os discos  e , em operação permanente.

a)

O fator de forma da superfície para a superfície é dado como:

Onde,

Portanto, o fator de visualização  pode ser calculado como:

O fator de visualização da superfície para a superfície a pode ser calculado usando a regra de reciprocidade. A área do disco 'a' e do disco 'b' pode ser calculada como:

Portanto, o fator de visão  calculado como:

b)

A taxa líquida de transferência de calor por radiação entre as superfícies pode ser determinada como:

Portanto, o calor perdido devido à radiação é .

c)

Nesse caso, temos um disco infinitamente grande, ou seja, e a emissividade do disco é . Como o disco é infinitamente grande, a visualização é fatorada em . Portanto, . 

Ao aplicar um balanço de energia, temos que:

Substituindo pelos valores conhecidos, temos:

Como sabemos que ,

A taxa de transferência de calor é mais alta na parte (c) porque o disco grande c é capaz de coletar toda a radiação emitida pelo disco a. Portanto, não está atuando como um escudo de radiação.