Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Transferência de Calor- Ed: 4º - Capítulo 3.Problemas - Ex. 49
Duas barras de alumínio de 5 cm de diâmetro e 15 cm de comprimento, com superfícies ásperas são pressionadas uma contra a outra com uma pressão de 20 atm. As barras estão em voltas em manta de isolamento, e, portanto, a transferência de calor a partir da superfície lateral é desprezível. Se as superfícies superior e inferior do sistema com duas barras são mantidas a temperaturas de 150°C e 20°C, respectivamente, determine:
- a taxa de transferência de calor ao longo dos cilindros em condições estáveis ;
- a queda de temperatura na interface .
Passo 1
Shoow galera, o que nós temos aqui?
Bom, já sabemos que a pressão na interface é de 20 atm, mas nós precisamos dessa pressão em MPa:
Olhando a Tabela 3-2, esta pressão e este metal nos trás que:
Passo 2
Beleza ! Se já sabemos disso nós podemos calcular a letra a.
Como se calcula a taxa de transferência de calor?
Vamos usar a fórmula que nós já sabemos de cor:
Já sabemos que a resistência total será a soma de todas as resistências do desenho, certo?
Então, vamos calcular cada uma separadamente. Lembrando que na barra de alumínio nós temos a condução, ok?
A parte do cilindro que está em contato tem a forma de um círculo, certo? Então:
Substituindo:
Lembrando que:
Então:
Sendo assim, a resistência total será:
Substituindo na fórmula do calor:
Como a variação em graus Celsius e em kelvin é a mesma:
Já achamos nossa resposta para a letra a, bora pra b!!
Passo 3
Legal galera, agora precisamos da queda de temperatura, ou melhor, .
E como??
Simples !
Isolando o que queremos achar:
Como o fluxo de calor é o mesmo:
Essa foi fácil, não foi?
Resposta
- ;