Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Transferência de Calor- Ed: 4º - Capítulo 2.Problemas - Ex. 76
76 – Considere uma extensa placa de latão de de espessira na qual calor é gerado uniformemente a uma taxa de . Um lado da placa é isolado, enquanto o outro é exposto a um ambiente a com coeficiente de transferência de calor de . Explique quais pontos da placa têm as temperaturas máxima e mínima e determine seus valores.
Passo 1
Como a placa é isolada em um lado da placa e o outro lado da placa é exposto à atmosfera, a temperatura mais alta ocorrerá na superfície isolada da placa e a temperatura mais baixa ocorrerá no outro lado da placa. Observe que L nas relações a seguir é a espessura total da placa fornecida, pois o lado isolado representa a superfície central de uma placa cuja espessura é duplicada
Passo 2
Encontre a temperatura mais baixa da placa usando a seguinte equação:
Aqui, é a temperatura do ambiente, é a quantidade de geração de calor, é a espessura da placa e é a temperatura mais baixa da placa.
Transforme os valores do enunciado para o sistema internacional . Em seguida, substituía na equação:
Portanto, a temperatura mais baixa da parede é
Passo 3
Encontre a temperatura mais alta na superfície isolada usando a equação:
Aqui, é a condutividade térmica da placa de latão, é a temperatura mais alta da superfície isolada.
Transforme os valores do enunciado para o sistema internacional . Em seguida, substituía na equação:
Portanto, a temperatura mais alta na superfície isolada é .
Passo 4
Desenhe o perfil de temperatura da laje com geração interna de calor uniforme e isolada em uma extremidade.
Resposta
A temperatura mais baixa da parede é
A temperatura mais alta na superfície isolada é .