Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Incropera - Fundamentos de Transferência de Calor e Massa- Ed: 7º - Capítulo 12.Problemas - Ex. 51
51 - A distribuição da refletividade espectral de uma tinta branca (Figura 12.22) pode ser aproximada pela seguinte função degrau:
Uma pequena placa plana revestida com essa tinta encontra-se suspensa no interior de um grande recinto e sua temperatura é mantida a . A superfície do recinto é mantida a e a distribuição espectral de sua emissividade apresenta as seguintes características:
(a) Determine a emissividade total, , da superfície do recinto.
(b) Determine a emissividade total, , e a absortividade total,, da placa.
Passo 1
Antes de continuarmos, precisaremos obter a fração da emissão total que é tabelada. Vamos consultar a Tabela 12.2, 'Funções de radiação do corpo negro'.
Aqui, é a fração da emissão total de corpos negros na banda espectral de para .
Passo 2
Podemos encontrar a emissividade total por meio da seguinte fórmula:
Temos que , logo:
Do enunciado, obtemos que e , portanto:
Portanto, a emissividade total é .
Passo 3
b)
A emissividade total da placa pode ser calculada usando a equação abaixo, usando os fatores de emissão da banda.
Da tabela presente no enunciado, podemos obter:
Antes de continuarmos, precisaremos obter a fração da emissão total que é tabelada. Vamos consultar a Tabela 12.2, 'Funções de radiação do corpo negro'.
Para e :
Aqui, é a fração da emissão total de corpos negros na banda espectral de para .
E para e :
Passo 4
Por fim, temos como finalmente calcular a emissividade total, uma vez que possuímos todas as variáveis.
Portanto, a emissividade total da placa é dada por .
Passo 5
Parecido com a forma de calcular a emissividade, temos que a absorção total da placa pode ser calcular também por meio dos fatores da emissão da banda como:
Antes de continuarmos, precisaremos obter a fração da emissão total que é tabelada. Vamos consultar a Tabela 12.2, 'Funções de radiação do corpo negro'.
Para e :
Aqui, é a fração da emissão total de corpos negros na banda espectral de para .
E para e :
Passo 6
Agora que temos todos os valores, podemos calcular a absortividade total.
Portanto, a absorção total da placa é .
Resposta
a).
b) e .