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Enunciado

FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Transferência de Calor- Ed: 4º - Capítulo 3.Problemas - Ex. 183

183 – Uma típica seção da parede de um edifício é mostrada na Fig. P3-183. Essa seção estende-se para dentro e fora da folha e é repetida no sentido vertical. Os suportes de apoio da parede são feitos de aço k = 50 W m ⋅ K e mede 8   c m   ( t 23 ) × 0,5   c m   ( L g ) . O restante do espaço interno da parede é preenchido com isolante k = 0,03 W m ⋅ K medindo 8   c m   ( t 23 ) × 60   c m   ( L a ) . A parede interna é de placas de gesso k = 0,5 W m ⋅ K de 1   c m de espessura t 12 , e a parede externa é de tijolos k = 1,0 W m ⋅ K de 10   c m de espessura ( t 34 ) . Qual é a temperatura da superfície interna do tijolo, (3) quanto T 1 = 20   ℃ e T 4 = 35   ℃ ?

Passo 1

Para facilitar, desenhe o esquema descrito no problema.

Passo 2

Considere o seguinte circuito térmico para o diagrama referente a Fig, P3-183.

Passo 3

Vamos calcular a resistência condutiva térmica do gesso.

R 12 = t 12 k g e s s o

= 0,01 0,5

R 12 = 0,02 m 2 ⋅ ℃ W

Vamos calcular a resistência condutora do isolante.

R 23 A = t 23 L A k i s o l a n t e L A + L B

= 0,08 × 0,6 0,03 × ( 0,6 + 0,05 )

R 23 A = 2,645 m 2 ⋅ ℃ W

Vamos calcular a resistência condutora do aço.

R 23 B = t 23 L B k a ç o L A + L B

= 0,08 × 0,005 50 × ( 0,6 + 0,05 )

R 23 B = 1,32 × 10 - 5   m 2 ⋅ ℃ W

Vamos calcular a resistência condutora do tijolo.

R 34 = t 23 k t i j o l o

= 0,01 1 0

R 34 = 0,1     m 2 ⋅ ℃ W

Passo 4

Vamos calcular a resistência condutora térmica total.

R t o t a l = R 12 + 1 1 R 23 A + 1 R 23 B + R 34

R = 0,02 + 1 1 2,645 + 1 1,32 × 10 - 5 + 0,1

R t o t a l = 0,12 m 2 ⋅ ℃ W

Calcule a taxa de transferência de calor constante, que será a mesma em toda a parede.

q = T 4 - T 1 R

= 35 - 20 0,12

= 125 W m 2

Passo 5

Calcule a temperatura na superfície do tijolo interno, isto é, superfície  3 .

R 34 = T 4 - T 3 q

0,1 = 35 - T 3 125

T 3 = 22,5   ℃

Portanto, a temperatura na superfície do tijolo interno será  22,5   ℃ .

Resposta

Portanto, a temperatura na superfície do tijolo interno será  22,5   ℃ .

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