Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Transferência de Calor- Ed: 4º - Capítulo 9.Problemas - Ex. 95
Determine o fator para a seção central do vidro de uma janela de painel duplo com de espaço de ar nas condições de projeto de inverno. Os painéis são feitos de vidro claro com emissividade de . Considere a temperatura média do espaço de ar nas condições do projeto de e a diferença de temperatura através do espaço de ar de .
Passo 1
Dados fornecidos:
Espaço de ar na janela de painel duplo:
Emissividade dos vidros:
Temperatura média do espaço de ar:
Diferença de temperatura através do espaço de ar:
Os valores de e para as condições de projeto no inverno são dados no livro como:
Coeficientes de transferência de calor na superfície interna:
Coeficientes de transferência de calor na superfície externa:
Premissas:
1) Existem condições operacionais estáveis.
2) A transferência de calor pela janela é unidimensional.
3) A resistência térmica das chapas de vidro é insignificante.
Passo 2
Figura mostrando a janela do painel duplo:
Passo 3
Temos que o fator para a região central de uma janela de painel duplo pode ser determinado da seguinte maneira:
Onde, , e são os coeficientes de transferência de calor na superfície interna da janela, no espaço de ar entre as camadas de vidro e na superfície externa da janela respectivamente.
Precisamos encontrar , para isso vamos calcular a emissividade efetiva do espaço de ar da janela de painel duplo. Assim temos:
Substituindo os termos da equação pelos dados fornecidos, temos:
Passo 4
Para emissividade de , uma temperatura média do espaço de ar de com uma diferença de temperatura de e uma espessura do espaço de ar de , temos que pela tabela 9-3 o coeficiente de transferência de calor no espaço de ar entre as camadas de vidro é .
Agora, o fator para a região central de uma janela de painel duplo é:
Substituindo os termos da equação pelos dados fornecidos, temos:
Portanto, o fator para a região central de uma janela de painel duplo é .