Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Transferência de Calor- Ed: 4º - Capítulo 5.Problemas - Ex. 9
Considere uma condução de calor unidimensional permanente em uma parede plana com geração de calor variável e condutividade térmica constante. A rede nodal do meio consiste dos nós 0, 1, 2, 3, 4 e 5 com espaçamento nodal uniforme de . Usando a forma de diferenças finitas da derivada primeira (e não a abordagem do balanço de energia), obtenha a formulação de diferenças finitas dos nós de contorno para o caso de isolamento no contorno da esquerda (nó 0) e de radiação no contorno da direita (nó 5) com emissividade e temperatura ambiente de .
Passo 1
Então pessoal, o que precisamos encontrar primeiro aqui são as condições de contorno para os nós indicados no enunciado, vamos lá?
Note que para o nó 0 a parede se encontra isolada, logo:
Para o nó 5 segundo o exercício só ocorre radiação, e pela figura é onde termina nossa parede certo? Vamos dizer que a parede possua um comprimento , equacionando...
Lembrando que é a emissividade e é a constante de boltzmann.
Passo 2
Muito bem agora que temos nossas condições de contorno vamos formular nossas diferenças finitas para o nó 0 e nó 5.
Resposta
Agora para finalizar com chave de ouro...vamos substituir a formulação encontrada para os nós nas condições de contorno: