Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Incropera - Fundamentos de Transferência de Calor e Massa- Ed: 8º - Capítulo 3.Problemas - Ex. 141
141 – Um tubo de alumínio de diâmetro interno Di=1 mm e espessura de parede 0,1 mm é usado para transportar um fluido biológico quente. O tubo é revestido com N=500 camadas alternativas de alumínio e óxido de alumínio (safira), cada um tendo 60 nm de espessura. Determine a resistência térmica na direção radial por unidade de comprimento do tubo para um tubo de parede de alumínio, assim como para o revestimento do tubo. Considere que o alumínio tenha λAl=35 nm. Comente a efetividade do revestimento nanocomposto como um isolamento térmico.
Passo 1
Vamos primeiro encontrar a condutividade térmica do alumínio
Para o alumínio, da Tabela A.1 do Incropera:
Passo 2
Para o cálculo da resistência térmica na direção radial podemos utilizar a seguinte expressão:
O parâmetro kx,Al é função do caminho livro do alumínio, λAl, de sua condutividade térmica, kAl e também da espessura da parede e é dado pela seguinte expressão:
Aplicando os valores:
Passo 3
O parâmetro Rt,b é encontrado na Tabela 3.6 do Incropera. Para o alumínio em combinação com o óxido de alumínio, temos que
Passo 4
Calculando a resistência térmica: