Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Incropera - Fundamentos de Transferência de Calor e Massa- Ed: 8º - Capítulo 5.Problemas - Ex. 47
Inicia-se a aplicação de um revestimento plástico em painéis de madeira pela deposição de polímero fundido sobre o painel e o posterior resfriamento da superfície do polímero ao submetê-la a uma corrente de ar a. Como uma primeira aproximação, o calor de reação associado à solidificação do polímero pode ser desprezado e a interface polímero/madeira pode ser considerada adiabática.
Sendo a espessura do revestimento e ele estando a uma temperatura inicial de , quanto tempo é necessário para a superfície atingie a temperatura segura para o toque de , se o coeficiente de transferência de calor por convecção for ? Qual é o valor correspondente da temperatura da interface? A condutividade térmica e a difusividade térmica do plástico são: e , respectivamente.
Passo 1
Faaalaaa jooveeem!! Bora riscar mais um exercício dessa lista aí?? Vamos juntos!!
Bom, apesar de parecer e de certa forma até ser um bocado longo, não tem segredo nenhum nesse exercício.
Vamos começar como sempre fazemos, encontrando o tio Biot:
Buscando na tabela 5.1 do livro, encontramos o seguinte:
E
Beleza, vamos tentar encontrar então o Fourier, pois é ele que nos dá o tempo que queremos:
Mas nessa fórmula não é possível para nós isolarmos o , pois a gente não sabe o valor de
Então, vamos usar essa outra aqui:
Onde:
E então para isolar vamos precisar saber , e se adotarmos que: , isso só poderá ser possível se, .
Vamos fazer assim então e ver se da certo:
Passando o ln:
Teremos:
Dica gloriosa: lembre-se que é dado em radianos na tabela. Lembre-se então, de passar sua calculadora para radianos na hora de calcular.
Passo 2
Tá comigo?? Esse resultado comprova nossa ideia, então estamos tranquilos.
Podemos voltar e achar o tempo:
Ufaa.. Acabou?! Ainda não pequeno gafanhoto! Mas estamos quase. Segura aí!
Passo 3
Só precisamos encontrar a temperatura na interface, e achamos assim:
Mas, você pode estar se perguntando o porquê dessa fórmula estar diferente da que usamos antes. Bom, essa fórmula só serve para quando . E se você ler bem o enunciado, vai perceber que na interface, , portanto: . Simples não?!
Isolando, chegamos em:
Ufaaa! Agora sim!! Partiu pra próxima?? Te vejo lá!!
Resposta
Portanto:
E