Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Incropera - Fundamentos de Transferência de Calor e Massa- Ed: 8º - Capítulo 12.Problemas - Ex. 76
Um dispositivo para o processamento de materiais com laser utiliza uma amostra em forma de um disco, com diâmetro e espessura . A amostra tem uma superfície difusa, cuja distribuição espectral da emissividade, ), é conhecida. Para reduzir a oxidação, uma corrente de um gás inerte, com temperatura e coeficiente convectivo , escoa sobre as superfícies superior e inferior da amostra. O recinto do equipamento é grande e tem paredes isotérmicas a . Para manter a amostra a uma temperatura de operação apropriada de , um feixe colimado de raios laser com um comprimento de onda de irradia sua superfície superior.
(a) Determine a emissividade total da amostra.
(b) Determine a absortividade total da amostra para a irradiação oriunda das paredes do recipiente.
(c) Efetue um balanço de energia na amostra e determine a irradiação laser, , requerida para manter a amostra a .
Passo 1
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:
Passo 2
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:
Passo 3
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!