Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Incropera - Fundamentos de Transferência de Calor e Massa- Ed: 6º - Capítulo 1.Problemas - Ex. 3
A base de concreto de um porão tem 11 m de comprimento, 8 m de largura e 0,20 m de espessura. Durante o inverno, as temperaturas são normalmente de 17°C e 10°C em suas superfícies superior e inferior, respectivamente. Se o concreto tiver uma condutividade térmica de qual é a taxa de perda de calor através da base? Se o porão é aquecido por um forno a gás operando a uma eficiência de e o gás natural estiver cotado a , qual é o custo diário da perda térmica?
Passo 1
Oii pessoal, show de bola??
“A loucura é como a gravidade, só precisa de um empurrãozinhooo...”
Bora empurrar e macetar essa questãozinha comigo agora
A para conseguirmos visualizar essa questãozinha de uma maneira mais dinâmica, iremos desenhar o D.C.L da seguinte maneira:
Passo 2
Com base nisso, o enunciado nos pede o custo diário de perda térmica, vamos iniciar nosso exercício calculando a taxa de transferência de calor usando a equação da lei de Fourier.
Onde:
é a condutividade térmica do material
A é a área da seção transversal da laje de concreto
L é a espessura da laje
é a diferença de temperatura
Então vamos calcular a área da seção transversal da laje de concreto, da seguinte maneira:
Passo 3
Bom agora que já encontramos o A, os outros valores são dados em enunciado, bora substituir na formula e encontrar a taxa de transferência de calor
A diferença de temperatura e usada em Kelvin, logo 0°C e igual 273K,
Para as seguintes temperaturas, temos
Substituindo tudo, teremos:
Portanto, a taxa de transferência de calor da placa é de .
Passo 4
Então para finalizar o exercício vamos calcular a perda total de calor em um dia.
Calculando o custo diário da perda de calor
Portanto, o custo diário da perda de calor é de .
“Faça seus medos terem medo de você”
Resposta
Portanto, a taxa de transferência de calor da placa é de .
Portanto, o custo diário da perda de calor é de .