Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Incropera - Fundamentos de Transferência de Calor e Massa- Ed: 7º - Capítulo 2.Problemas - Ex. 1
Considere condução de calor unidimensional, em regime estacionário, através da geometria axissimétrica mostrada na figura.
Supondo propriedades constantes e ausência de geração interna de calor, esboce a distribuição de temperaturas em um sistema de coordenadas . Explique sucintamente a forma da curva proposta.
Passo 1
Beleza galerinha, vamos lá! Realizando um balanço energético sobre o objeto de acordo com Eq. 1.12c,
Temos que:
Passo 2
Isso por causa da simetria no eixo ! E que . Ou seja, a taxa de calor dentro do objeto é constante em todo o lado. Da lei de Fourier,
E como e são ambos constantes, segue-se que,
Passo 3
Ou seja, o produto da área da secção transversal normal à taxa de calor e ao gradiente de temperatura permanece constante e independente da distância . Segue-se que como o eixo aumenta com , então deve diminuir com o aumento de . Assim, a distribuição da temperatura aparece como mostrado acima.