Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Transferência de Calor- Ed: 4º - Capítulo 7.Problemas - Ex. 98
98 - Considere uma casa mantida a o tempo todo. As paredes da casa têm isolamento R -3,38 em unidades SI ou seja, um valor L / k ou uma resistência térmica de . Durante uma noite fria de inverno, a temperatura do ar exterior é de e o vento a sopra paralelamente a uma parede da casa com de altura e de comprimento. Se o coeficiente de transferência de calor na superfície interior da parede for de , determine a taxa de perda de calor dessa parede da casa. Desenhe a rede de resistência térmica e desconsidere a transferência de calor por radiação.
Passo 1
Dados fornecidos:
Temperatura dentro de casa,
Resistência térmica da parede,
Temperatura do ar exterior,
Velocidade do vento,
Altura da parede da casa,
Comprimento da parede da casa,
Coeficiente de transferência de calor na superfície interior da parede,
Passo 2
Vamos assumir a temperatura de filme como .
Portanto, temos as seguintes propriedades do ar para a pressão de e .
Condutividade térmica é:
Viscosidade cinemática é:
O número Prandtl é:
Passo 3
O número de Reynolds para o fluxo é determinado como:
Como trata-se de um fluxo turbulento e laminar, combinados.
Portanto,o número de Nusselt é determinado a partir da relação dada por:
Passo 4
O coeficiente de transferência de calor por convecção é determinado a partir da equação dada por:
Reescreva para achar :
A área da superfície da parede é determinada como:
Passo 5
A partir da rede de resistência térmica, a taxa de perda de calor da parede é determinada a partir da equação dada por:
A taxa de perda de calor da parede da casa é .
Resposta
A taxa de perda de calor da parede da casa é .