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Enunciado

FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Incropera - Fundamentos de Transferência de Calor e Massa- Ed: 7º - Capítulo 3.Problemas - Ex. 26

Uma parede composta separa gases de combustão a 2600 ° C de um líquido refrigerante a 100 ° C , com coeficientes de transferência de calor no lado do gás e no do líquido iguais a 50 e 1000   W / ( m 2 · K ) . A parede é composta por uma camada de espessura igual a 10   m m de óxido de berílio no lado do gás e uma placa de 20   m m de espessura de aço inoxidável (AISI 304) no lado do líquido. A resistência de contato entre o óxido e o aço é de 0,05   m 2 · K / W . Qual é a perda de calor por unidade de área da superfície na parede composta? Esboce a distribuição de temperaturas do gás para o líquido.

Passo 1

Beleza galerinha, vamos lá! (a) O fluxo de calor desejado pode ser expresso como:

Passo 2

(b) As temperaturas da superfície composta podem ser obtidas através da aplicação de equações de taxa apropriadas. Pelo fato de que q ' ' = h 1 ( T ∞ , 1 - T s , 1 ) , se segue:

Com q ' ' = ( k A / L A ) ( T s , 1 - T c , 1 ) se segue que:

Passo 3

Similarmente, com q ' ' = ( T c , 1 - T c , 2 ) / R t , c

E com q ' ' = ( k B / L B ) T c , 2 - T s , 2 ,

A distribuição da temperatura é, portanto, da seguinte forma

Resposta

q ' ' = 34600   W / m 2

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