Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Transferência de Calor- Ed: 4º - Capítulo 3.Problemas - Ex. 185
185 – A parede de um armazém frigorifico tem de altura e de largura. A parede é feita de três camadas: alumínio de de espessura, fibra de vidro de de espessura. As temperaturas dentro e fora do armazém são e , respectivamente, e o valor médio dos coeficientes de transferência de calor dentro e fora são
- Calcule a taxa de transferência de calor através da parede do armazém em funcionamento permanente;
- Suponha que parafusos de metal , de de diâmetro e de comprimento, são utilizados para apertar (ou seja, manter em conjunto) a parede de três camadas. Calcule a taxa de transferência de calor para a parede “parafusada”.
- Qual é a alteração percentual na taxa de transferência e calor através da parede devido aos parafusos de metal?
Passo 1
- A taxa de transferência de calor através da parede do armazém pode ser determinada usando a lei de Fourier da equação de condução de calor.
- A taxa de transferência de calor através da parede com a consideração dos parafusos pode ser determinada da seguinte maneira:
- A variação percentual na taxa de transferência de calor através da parede devido a parafusos de metal pode ser determinada como:
A resistência individual pode ser calculada como:
Passo 2
A resistência total pode ser calculada como:
A transferência total de calor pode ser obtida como:
Passo 3
A área da parede sem os parafusos pode ser determinada como:
Passo 4
A resistência total da parede pode ser calculada como:
A transferência de calor através da parede se torna,
A resistência total dos parafusos pode ser calculada como:
Passo 5
A transferência de calor através da parede se torna,
A taxa total de transferência de calor através da parede com parafusos pode ser calculada como:
Pode-se observar que a taxa de transferência de calor aumentou devido à fixação dos parafusos na parede.
Passo 6
Portanto, a adição de parafusos aumenta a taxa de transferência de calor em .
Resposta
a)
b)
Pode-se observar que a taxa de transferência de calor aumentou devido à fixação dos parafusos na parede.
c) Portanto, a adição de parafusos aumenta a taxa de transferência de calor em .