Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Transferência de Calor- Ed: 4º - Capítulo 3.Problemas - Ex. 54
Uma parede de 4 m de altura e 6 m de largura consiste de tijolos horizontais com seção transversal de separados por camada de gesso de 3 cm de espessura. Existem ainda uma camadas de gesso 2 cm de espessura em cada lado da parede e uma espuma rígida de 2 cm de espessura sobre a face interna da parede. As temperaturas interna e externa são 22°C e -4°C, e os coeficientes de transferência de calor por convecção dos lados interno e externo são e , respectivamente. Assumindo a transferência de calor unidimensional e desconsiderando a radiação, determine a taxa de transferência de calor através da parede.
Passo 1
Muito bem galera, vamos pra mais uma!!
Antes de qualquer coisa nós vamos desenhar o que está acontecendo:
Legal, pelo esquema nós vemos que e estão em paralelo entre si, então:
Que está em sequencia com as demais:
Até aqui tudo certo ?
Passo 2
Agora vamos calcular cada resistência separadamente, ok?
Legal! Agora, nós temos a comprimento e a espessura, mas não o comprimento.
O que fazemos então para achar a área? Vamos considera-lo unitário, ok?
Relembrando os dados:
Bom galera, nós estamos considerando uma altura da parede referente a 28 cm, então:
Nas resistências de número 3 e 5 a altura é equivalente à 1,5 cm, certo?
E para finalizar, a altura do tijolo equivale 25 cm:
E quanto a resistência total? Bora substituir né?
Mas antes vamos calcular a resistência em paralelo:
Então:
Na resistência total:
Já achamos a resistência total, agora só precisamos do fluxo de calor!!
Passo 3
Se lembram de como calcular o calor?
Fácil, não é?
Substituindo:
Como a variação em graus Celsius é a mesma que a variação em kelvin:
Como estamos analisando um espaço referente a 0,28 m de altura e 1 m de largura:
Como a cada intervalo de a estrutura da parede se repete, para a parede total de 4 m de altura e 6 m de largura a troca total de calor será:
E é isso aí galera !!