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Enunciado

FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Incropera - Fundamentos de Transferência de Calor e Massa- Ed: 8º - Capítulo 3.Problemas - Ex. 13

Considere uma área de composta de altura total H = 20   m m e espessura L = 30   m m . A seção A tem espessura L A = 10   m m , e as seções B e C cada uma tem altura H B = 10   m m e espessura L B = 20   m m . As temperaturas das faces esquerda e direita da parede composta são T 1 = 50 ° C e T 2 = 20 ° C , respectivamente. As partes superior e superior da parede são isoladas, determine a taxa de calor por unidade de profundidade de parede para cada um dos três casos a seguir. Qual caso produz a maior taxa de calor por unidade de profundidade? O que produz a menor taxa de calor por unidade de profundidade?

Passo 1

Bora resolver essa questão juntos!

Começamos o nosso problema explicitando a equação de taxa de calor

q x ' = q x L

q x ' = T 1 - T 2 L ⋅ R t o t ⋅ 1 A

q x ' = T 1 - T 2 L ⋅ L x k x ⋅ 1 L H

Agora, devemos analisar os casos propostos separadamente!

Passo 2

- Caso A:

q A ' = T 1 - T 2 L A ⋅ L A k A + L B k B + L C k C ⋅ 1 L A H A

Substituindo indo para o caso A:

q A ' = 50 - 20 0,01 ⋅ 0,01 1 + 0,02 2 + 0,02 3 ⋅ 1 0,01 ⋅ 0,02

q A ' = 22,5   W / m

- Caso B:

q B ' = T 1 - T 2 L B ⋅ L A k A + L B k B + L C k C ⋅ 1 L B H B

Substituindo indo para o caso A:

q B ' = 50 - 20 0,0 2 ⋅ 0,01 2 + 0,02 3 + 0,02 1 ⋅ 1 0,0 2 ⋅ 0,0 1

q B ' = 9,5   W / m

- Caso C:

q C ' = T 1 - T 2 L C ⋅ L A k A + L B k B + L C k C ⋅ 1 L C H C

Substituindo indo para o caso A:

q C ' = 50 - 20 0,02 ⋅ 0,01 3 + 0,02 1 + 0,02 2 ⋅ 1 0,02 ⋅ 0,01

q C ' = 9   W / m

Agora, vamos responder o que o problema nos pede!

Passo 3

Qual caso produz a maior taxa de calor por unidade de profundidade?

O   C a s o   A ( 1 )

O que produz a menor taxa de calor por unidade de profundidade?

O   C a s o   C ( 3 )

Até a próxima questão!

Resposta

O   C a s o   A ( 1 )

O   C a s o   C ( 3 )

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