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Enunciado

FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Transferência de Calor- Ed: 4º - Capítulo 2.Problemas - Ex. 150

Uma fornalha de formato esférico está perdendo calor constante e uniforme da superfície externa de raio R para o ar ambiente a uma temperatura T ∞ com coeficiente de convecção h, e, para as superfícies ao redor, a temperatura T c i r (todas as temperaturas são temperaturas absolutas). Se T 0 é a temperatura da superfície externa, a condição de contorno na superfície externa da fornalha pode ser expressa como

  1. - k   d T d r r = R = h T 0 - T ∞ + ϵ σ T 0 4 - T c i r 4
  2. - k   d T d r r = R = h T 0 - T ∞ - ϵ σ T 0 4 - T c i r 4
  3. k   d T d r r = R = h T 0 - T ∞ + ϵ σ T 0 4 - T c i r 4
  4. k   d T d r r = R = h T 0 - T ∞ - ϵ σ T 0 4 - T c i r 4
  5. k   4 π R 2 d T d r r = R = h T 0 - T ∞ - ϵ σ T 0 4 - T c i r 4

Passo 1

A questão nos pede para determinar a condição de contorno na superfície externa. Então, estamos falando sobre condução, convecção e radiação, pois temos os efeitos dos 3 na superfície da fornalha.

Devido ao efeito da radiação, o termo correto no segundo membro é + ϵ σ T 0 4 - T c i r 4 . Isto decorre do fato que calor é emitido pela fornalha devido a sua superfície estar na temperatura T 0 e é recebido do ambiente que está a uma temperatura T c i r .

Juntando este fato da radiação a única letra que o termo de condução está correto, a resposta para esta questão é a letra a).

Resposta

Letra a).

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