Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Transferência de Calor- Ed: 4º - Capítulo 3.Problemas - Ex. 150
Considere um telhado plano construído com vigas de madeira de com uma distância centro a centro de 400 mm. A parte de baixo do telhado está acabada com placas de gesso de 13 mm, enquanto a parte superior consiste de base de madeira , uma placa de compensado de 13 mm, uma camada de feltro e linóleo . Ambos os lados do teto são expostos ao ar parado. O espaço de ar representa 82% da área de transmissão de calor, enquanto as vigas e guias constituem 18%. Determine o valor R de inverno e o fator U do telhado, considerando que o espaço de ar de 90 mm de largura entre as vigas:
- não tem qualquer superfície refletora;
- tem a superfície refletiva com de um lado;
- tem superfícies refletivas com em ambos os lados.
Suponha uma temperatura média de 10°C e uma diferença de temperatura de 5,6°C para o espaço de ar.
Passo 1
Bora pra mais uma galeraa !!
Para resolver esta daqui nós vamos precisar construir uma tabela com os valores de R, já apresentadas na Tabela 3-8.
Prestem atenção aqui!! A camada de ar está presente somente “entre as vigas”, enquanto os valores de R para as vigas de madeira nós colocamos somente na coluna “nas vigas”. Os restantes dos valores estão presentes em ambas as colunas (Tabelinha lá em baixo )!
Para o Revisor: eu não estou concordando com a resolução do solucionário. Lá eles colocam que os números de 1 a 3 são diferentes “entre as vigas” e “nas vigas”, mas em nenhum outro caso isso acontece, então acho que não faz sentido mudar aqui. Os números 4 e 5 eles dizem que só existe “entre as vigas”, mas também com base nos exemplos anteriores o certo, na minha opinião, seria colocar em ambas as colunas. Conto com vocês para me ajudar aqui !!
Fiz como acreditei estar correto, os resultados estão bem próximos mesmo fazendo desse jeito !!
O valor de R do espaço de ar vai variar de acordo com a emissividade efetiva, temperatura média e diferença de temperatura de acordo com a Tabela 3-11.
Vamos ver mais de perto?
Já sabemos que a temperatura média é de 10°C, a diferença de temperatura é de 5,6°C e temos 90 mm de espaço de ar.
O que falta? Apenas a emissividade efetividade !!
E como calculamos?
Na letra (a) não existe superfície refletora, certo? Quando isso acontece nós temos
Bora substituir?
Olhando na tabela:
Beleza! Já temos então todas as resistências térmicas unitária, né?
Com isso nós podemos achar a resistência térmica total para cada seção. Como? Simples!! Nós vamos somar tudinho!!
Com a resistência térmica total nós podemos achar o fator U para cada seção pela fórmula:
Para fazer uma tabela foda mesmo vamos terminar adicionando a fração da área é constituída por cada uma da seção!
Preparados?? Então bora lá !!
Precisamos do fator U total, que vamos calcular assim:
Substituindo:
Agora que achamos o fator U podemos achar o valor R total, usando a fórmula que já sabemos:
Substituindo:
A letra (a) nós já acabamos !!
Passo 2
Na letra (b) nós temos uma superfície refletiva com de um lado, então mudamos nossa emissividade efetividade !!
Então:
Na fórmula:
Olhando na tabela:
Agora é só lançar uma nova tabelinha:
Precisamos do fator U total, que vamos calcular assim:
Substituindo:
Agora que achamos o fator U podemos achar o valor R total, usando a fórmula que já sabemos:
Substituindo:
Com isso nós também finalizamos com a letra (b) !!
Passo 3
Para finalizar a questão precisamos fazer a letra (c), onde as superfícies refletivas com estão em ambos os lados
Então:
Na fórmula:
Olhando na tabela:
Agora é só lançar uma nova tabelinha:
Precisamos do fator U total, que vamos calcular assim:
Substituindo:
Agora que achamos o fator U podemos achar o valor R total, usando a fórmula que já sabemos:
Substituindo:
Muitos detalhes, mas nada difícil, não é?