23 - Um oleoduto, utilizado para o transporte de óleo cru, está enterrado no solo de modo que o seu eixo central se encontra a uma distância de 1,5m abaixo da superfície. O duto tem um diâmetro externo de 0,5m e está isolado com uma camada de 100m m de espessura de vidro celular. Qual é a perda de calor, por unidade de comprimento do duto, em condições nas quais óleo aquecido a uma temperatura de 120℃ ℃ escoa através do duto e a superfície do solo se encontra a uma temperatura de 0℃ ℃?

Enunciado

FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Incropera - Fundamentos de Transferência de Calor e Massa- Ed: 7º - Capítulo 4.Problemas - Ex. 23

23 - Um oleoduto, utilizado para o transporte de óleo cru, está enterrado no solo de modo que o seu eixo central se encontra a uma distância de abaixo da superfície. O duto tem um diâmetro externo de e está isolado com uma camada de de espessura de vidro celular. Qual é a perda de calor, por unidade de comprimento do duto, em condições nas quais óleo aquecido a uma temperatura de escoa através do duto e a superfície do solo se encontra a uma temperatura de ?

Passo 1

Obtenha as propriedades do solo e do vidro celular da Tabela A-3.

A condutividade térmica do solo a é, .

A condutividade térmica do vidro celular a é, .

Passo 2

Vamos agora calcular a resistência térmica do isolamento de vidro celular.

Aqui, é o diâmetro externo do tubo, é o diâmetro interno do tubo, é o comprimento do tubo, é a condutividade térmica do isolamento de vidro celular. Portanto:

Passo 3

Agora precisamos calcular a resistência térmica do solo.

Aqui, é a condutividade térmica do solo, é a distância da superfície da terra ao centro da tubulação. Portanto:

Passo 4

Agora que temos as duas resistências, podemos calcular a perda de calor no tubo.

Aqui é a temperatura do óleo que flui no tubo e é a temperatura da superfície.

Substituindo pelos valores fornecidos, temos:

Passo 5

Agora para obtermos a perda de calor no tubo por unidade de comprimento, basta dividir pelo comprimento.

Portanto, a perda de calor no tubo por unidade de comprimento é .

Resposta

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