79 - Um duto retangular para aquecimento de ar forçado é suspenso a partir do teto de um porão cujas paredes e o ar estão na temperatura de . O duto tem um comprimento de e a sua seção reta é de .

(a) Para um duto não isolado cuja temperatura superficial média é de , estime a taxa de perda de calor do duto. A emissividade e o coeficiente convectivo na superfície são de aproximadamente , respectivamente.

(b) Se o ar aquecido entra no duto a 58°C e a uma velocidade de , com a perda de calor correspondente à determinada no item (a), qual é a sua temperatura na saída? A densidade e o calor específico do ar podem ser considerados iguais a e, respectivamente.

Calcule a taxa de perda de calor da superfície do duto para o ar ambiente e os arredores.

Aqui, a constante de Stefan Boltzmann é , a emissividade do painel , a temperatura da superfície do duto , a temperatura ambiente , a área da superfície do duto retangular é , o coeficiente de transferência de calor  e a temperatura ambiente  .

Substituindo pelos valores fornecidos, temos:

Portanto, a taxa de perda de calor a partir da superfície do duto para o ar ambiente é .

b) Calcule a área do tubo.

Calcule a temperatura de saída do ar.

Considere a equação simplificada de energia térmica de fluxo constante da seguinte maneira:

Aqui  é a densidade do ar,  a temperatura de entrada do ar que entra no duto,  é a temperatura de saída do ar que sai do duto,  é a velocidade do ar, o calor específico do duto.

Portanto, a temperatura de saída do ar é .