Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Incropera - Fundamentos de Transferência de Calor e Massa- Ed: 7º - Capítulo 1.Problemas - Ex. 76
76 - A parede de um forno utilizado para tratar peças plásticas possui uma espessura e a sua superfície externa está exposta ao ar e a uma grande vizinhança. O ar e a vizinhança encontram-se a .
(a) Sendo a temperatura da superfície externa igual a, e o seu coeficiente de transferência de calor por convecção e a sua emissividade iguais a e ; respectivamente, qual é a temperatura da superfície interna, se a parede possuir uma condutividade térmica ?
(b) Considere condições para as quais a temperatura da superfície interna é mantida em , enquanto o ar e a grande vizinhança aos quais a superfície externa está exposta são mantidos a . Explore os efeitos de variações nos valores de , e (i) na temperatura da superfície externa, (ii) no fluxo térmico através da parede e (iii) nos fluxos térmicos associados à convecção e à radiação a partir da superfície externa do forno. Especificamente, calcule e represente graficamente as variáveis dependentes anteriores para variações paramétricas ao redor dos seguintes valores referenciais: , e . As faixas sugeridas para as variáveis independentes são: . Discuta as implicações físicas dos seus resultados. Sob quais condições a temperatura da superfície externa será inferior a , que pode ser considerado um limite superior razoável para se evitar queimaduras por contato?
Passo 1
- Aplique a equação do balanço energético na parede:
Aqui, é o fluxo de calor, é a condutividade térmica, é o coeficiente de transferência de calor, é a constante de Stefan Boltzmann, é a emissividade da superfície, é a largura da placa e são as temperaturas nas superfícies interna e externa da parede, é a temperatura ambiente e é a temperatura ambiente.
Substituindo pelos valores conhecidos, temos:
Portanto, a temperatura da superfície interna da parede é .
Resposta
- Pergunte a um especialista.