Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Incropera - Fundamentos de Transferência de Calor e Massa- Ed: 6º - Capítulo 4.Problemas - Ex. 10
Um oleoduto utilizado para o transporte de óleo cru está enterrado no solo de tal modo que o seu eixo central se encontra a uma distância de 1,5 m abaixo da superfície. O duto possui um
diâmetro externo de 0,5 m e está isolado com uma camada de 100 mm de vidro celular. Qual é a perda de calor, por unidade de comprimento do duto, em condições nas quais óleo aquecido
a uma temperatura de 120°C escoa através da tubulação e a superfície do solo se encontra a uma temperatura de 0°C?
Passo 1
Falaaa pessoal, como vocês estão? Espero que bem. Vamos comigo desvendar essa questão!
A perda de calor que é pedida do enunciado pode ser expressada assim:
Precisamos então saber a resistência térmica, que para esse caso vai ser a resistência do isolamento somada à resistência do solo.
Vamos primeiro encontrar o valor da resistência do isolamento! Pra isso, vamos usar a seguinte equação que pode ser encontrada no livro como Equação 3.28.
Substituindo os valores que temos, ficamos com:
Ou seja, nossa resistência de isolamento vai ser:
Passo 2
Já para a resistência do solo, usaremos do livro a Equação 4.21 e a Tabela 4.1 como fonte de dados. Teremos que:
Isso é equivalente a dizer que:
Sendo “cosh” a função de seno hiperbólico. Substituindo os valores que temos, ficamos com:
Assim, temos que a resistência do solo é:
Passo 3
Portanto, a perda de calor considerando como a soma das duas parcelas que calculamos será:
Desenvolvendo matematicamente, temos que a perda de calor, por unidade de comprimento do duto, será:
Espero que tenham curtido! Nos vemos na próxima questão, pessoal!