Enunciado

FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Transferência de Calor- Ed: 4º - Capítulo 3.Problemas - Ex. 196

Calor é gerado a uma taxa constante em uma bola esférica de 3 cm de diâmetro. A bola está exposta ao ar ambiente a 26 °C, com coeficiente de transferência de calor de . A bola deve ser coberta com material de condutividade térmica de . A espessura do material que maximizará a geração de calor no interior da bola, embora mantendo a temperatura superficial da bola constante, é

0,5 cm

1,0 cm

1,5 cm

2,0 cm

2,5 cm

Passo 1

Para maximizarmos a taxa de transferência de calor na esfera, precisamos descobrir o seu raio crítico. Portanto, substituindo direto na fórmula, temos:

Portanto, uma camada de até 4 cm de raio faz com que a transferência de calor aumente. Após este valor, a transferência começa a diminuir.

Logo, se queremos adicionar uma camada de isolante a fim de aumentar a transferência, temos que atingir um raio da esfera de 4 cm. Isto é, igual ao seu raio crítico.

Sendo assim, a espessura da camada de isolamento é:

Portanto, temos que ter uma camada com 2,5 cm de espessura, o que corresponde a letra e).

Resposta

Letra e).

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