Um dispositivo para o processamento de materiais com laser utiliza uma amostra em forma de um disco, com diâmetro D = 25m m e espessura w = 1m m . A amostra tem uma superfície difusa, cuja distribuição espectral da emissividade, ε λ ( λ ), é conhecida. Para reduzir a oxidação, uma corrente de um gás inerte, com temperatura T ∞ = 500K e coeficiente convectivo h = 50W / ( m 2 · K ) , escoa sobre as superfícies superior e inferior da amostra. O recinto do equipamento é grande e tem paredes isotérmicas a T r e c = 300K . Para manter a amostra a uma temperatura de operação apropriada de T s = 2000K , um feixe colimado de raios laser com um comprimento de onda de λ = 0,5μ m irradia sua superfície superior.(a) Determine a emissividade total ε da amostra.(b) Determine a absortividade total α da amostra para a irradiação oriunda das paredes do recipiente.(c) Efetue um balanço de energia na amostra e determine a irradiação laser, G l a s e r , requerida para manter a amostra a T a = 2000K .

a )ε = 0,643 b )α = 0,2 c )G l a s e r = 1646k W / m 2

Enunciado

Opa, beleza?

Me acompanha na resolução dessa questão?

Bora lá então!

Letra a)

Começamos o nosso problema expondo que a emissividade total da amostra, , em que pode ser escrita em termos de pela seguinte equação:

Onde, pela Tabela 12.2, com:

Temos:

Substituindo os dados:

Letra b)

Seguindo, temos que absortividade total da amostra, , para a irradiação do invólucro em é dada por:

Onde, pela Tabela 12.2, com:

Temos:

Substituindo os dados:

Letra c)

Para finalizar, devemos aplicar um balanço de energia em nosso sistema:

Abrindo essa equação:

Sabendo que , substituindo os valores:

E assim finalizamos a nossa questão.

Até a próxima!