35 – Duas grandes placas paralelas são mantidas a T1 = 500 K e T2 = 300 K, respectivamente. A placa quente tem uma emissividade de 0,9 enquanto que a placa fria tem emissividade de 0,7.

A) Determine o fluxo de calor por radiação sem e com um escudo de radiação formada de uma folha plana colocada no meio entre as duas placas. Ambos os lados do escudo têm uma emissividade de 0,05.

B) Um esquema proposto para reduzir drasticamente o fluxo de radiação entre as placas pela adição de mais um material como escudo, alcançando pela correção do escudo do material plano. Calcule o fluxo de calor por radiação com o escudo corrigido do esquema com um ângulo de α = π/4. Este esquema teve sucesso em reduzir o fluxo de calor?

A)

Para o caso onde não há uma aplicação de um escudo de radiação, o fluxo de calor para duas placas planas paralelas pode ser calculado pela Eq. 13.24, que é:

Onde, σ é a constante de Stefan-Boltzmann:

Aplicando os valores:

Para o fluxo de calor para o caso de escudo de radiação, o fluxo é calculado pela eq. 13.28 que é:

Foi considerado o a fator de forma com sendo 1.

Aplicando valores:

B)

Para este item, devemos considerar ao fator de forma, que pode ser determinado pela seguinte relação com o ângulo

Assim, o fluxo de calor para este caso será:

Aplicando os valores:

Para finalizar, vamos comparar o valor do fluxo de calor calculado no passo anterior com o valor calculado no passo antes do anterior.

Analisando comparativamente, você vai ver que obteve-se um fluxo de calor menor com o esquema implementado e com isso o esquema teve sucesso em reduzir o fluxo de calor.