Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Incropera - Fundamentos de Transferência de Calor e Massa- Ed: 7º - Capítulo 2.Problemas - Ex. 69
69 - A distribuição de temperaturas, em regime estacionário, em uma parede plana composta por três diferentes materiais, cada um com condutividade constante, é mostrada na figura.
(a) Comente sobre os valores relativos de e , e de e .
(b) Comente sobre os valores relativos de e , e de e .
(c) Esboce o fluxo térmico como uma função de .
Passo 1
a)
Estado estacionário A distribuição de temperatura é linear em e . Portanto, é um caso sem geração de calor. A equação para a distribuição de temperatura sem geração interna de calor é a seguinte.
Aqui, é a temperatura e é qualquer coordenada.
O calor é gerado no material , pois a distribuição de temperatura não é linear. A equação de distribuição de temperatura é a seguinte.
Aqui é o calor e a condutividade térmica.
Do perfil de temperatura na extremidade direita de da transferência de calor é,
Aqui, é a quantidade de fluxo de calor através de .
e são as quantidades de fluxo de calor iguais, pois não há geração de calor em .
Portanto, o calor que entra no material é igual ao calor que sai .
Por conseguinte, a razão entre as mangas através de materiais de e .
Passo 2
b)
O fluxo de calor na laje e é igual; portanto, a equação que representa os fluxos de aquecimento é a seguinte.
Claramente, as curvas representam que o gradiente de temperatura no material é maior que .
Substitua na equação acima.
A condutividade térmica em é menor que a de .
Na interface entre e , os fluxos de calor são iguais.
Substitua o valor do fluxo de calor como nas equações correspondentes.
No ponto 3,
A condutividade térmica em é menor que a de .
Passo 3
c)
A distribuição do fluxo de calor em função de x é mostrada aqui.
Resposta
- Veja a resolução.
- Veja a resolução.
