Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Transferência de Calor- Ed: 4º - Capítulo 2.Problemas - Ex. 105
Considere uma placa de 1,5 m de altura, 0,6 m de largura e 0,15 m de espessura. Um lado da placa é mantido a uma temperatura constante de 500 K, enquanto o outro lado é mantido a uma temperatura de 350 K. Podemos assumir que a condutividade térmica da placa varia linearmente nesse intervalo de temperaturas, como , onde e . Desprezando os efeitos de borda e assumindo que a transferência de calor seja unidimensional e permanente, determine a taxa de condução de calor através da placa.
Passo 1
O nosso primeiro passo é fazer considerações para resolver o nosso problema. Sendo assim, temos um problema de regime permanente, com condução de calor unidimensional, geração de calor, mas a condutividade térmica não é constante.
Como queremos determinar a taxa de transferência de calor através da parede, precisamos utilizar a seguinte relação:
Portanto, nosso passo agora é determinar quem é a condutividade térmica .
Passo 2
Bom, como a condutividade térmica varia linearmente com a temperatura, o termo é exatamente a condutividade térmica na temperatura média. Portanto,
Agora, podemos determinar a taxa de transferência de calor. Substituindo os valores na equação do Passo 1, temos:
E esta é a nossa solução!