Enunciado

Um dormitório em uma grande universidade, construído há 50 anos, tem as paredes externas construídas com um forro, que tem k = 0,1   W / ( m · K ) e espessura L = 30   m m . Para reduzir a perda térmica no inverno, a universidade decidiu encapsular todo o dormitório através da aplicação de uma camada de L i = 30   m m de isolante extrudado com k i = 0,029   W / ( m · K ) na superfície externa do forro. O isolante extrudado é, por sua vez, coberto com vidro arquitetônico, L v = 5   m m com k v = 1,4   W / ( m · K ) . Determine o fluxo térmico através das paredes original e remodelada, quando as temperaturas do ar interno e externo são T ∞ , i = 22 ° C e T ∞ , e = 0 ° C , respectivamente. Os coeficientes de transferência de calor interno e externo são h i = 5   W / m 2 ⋅ K e h e = 30   W / m 2 ⋅ K , respectivamente.

Passo 1

Opa, tubo bem?

Me segue na resolução dessa questão, vamos lá!

Começamos o nosso problema explicitando a configuração original do nosso sistema para um melhor entendimento:

Calculamos o fluxo térmico através da parede original pela seguinte equação:

q ' ' = T ∞ , i - T ∞ , e 1 h i + L e k + 1 h e

Substituindo os dados:

q ' ' = 22 - 0 1 5 + 0,03 0,1 + 1 30

q ' ' = 41,25   W / m 2

Passo 2

Já a configuração remodelada do nosso sistema é dada por:

Calculando o seu fluxo térmico:

q ' ' = T ∞ , i - T ∞ , e 1 h i + L e k + L i k i + L v k v + 1 h e

Substituindo os dados:

q ' ' = 22 - 0 1 5 + 0,03 0,1 + 0,03 0,029 + 0,005 1,4 + 1 30

q ' ' = 14   W / m 2

E aí, achou de boa né?

Então, até a próxima questão!

Resposta

q ' ' = 41,25   W / m 2

q ' ' = 14   W / m 2

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