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Enunciado

FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Transferência de Calor- Ed: 4º - Capítulo 3.Problemas - Ex. 29

Uma parede é construída por placas feitas de duas camadas de 1,5 de espessura ( k = 0 , 17   W / m ⋅ ° C ) de material composto por papel prensado, separadas por uma camada de gesso de 18 cm de intervalo. O espaço entre as placas é preenchido com fibra de vidro isolante vidro ( k = 0 , 035   W / m ⋅ ° C ) . Determine (a) a resistência térmica da parede e (b) o valor de R do isolamento em unidades inglesas.

Passo 1

Nosso ponto de partida é colocar as hipóteses do nosso problema. São elas que possibilitam a sua solução!

Portanto, temos um problema de transferência de calor em regime permanente, unidimensional e condutividade térmica constante.

Podemos associar este problema a noção de resistências elétricas. Devido as três camadas diferentes da parede, teremos três resistências elétricas. Desta forma, podemos representar esta parede através do seguinte sistema:

Calculando as resistências térmicas, temos:

R p a p e l = L p a p e l k p a p e l = 1 , 5 ⋅ 10 - 2 0,17 = 0,0 882   ° C ⋅ m 2 / W

R g e s s o = L g e s s o k g e s s o = 18 ⋅ 10 - 2 0 , 035 = 5,1428     ° C ⋅ m 2 / W

Portanto, a resistência térmica da parede é:

R p a r e d e = 2 ⋅ R p a p e l + R g e s s o

R p a r e d e = 5,3192   ° C ⋅ m 2 / W

E assim respondemos a letra a).

Passo 2

Agora, basta realizarmos uma mudança de unidades do valor obtido na letra a). Portanto,

R p a r e d e = 5,3192   ° C ⋅ m 2 W ⋅ 1 0,17611 ⋅ B T U f t 2 ⋅ ° F ⋅ h

R p a r e d e = 30,2   B T U f t 2 ⋅ ° F ⋅ h

E esta é a resposta da letra b).

Resposta

  1. A resistência térmica da parede é:

    2. R p a r e d e = 5,3192   ° C ⋅ m 2 / W

  2. Em unidades inglesas, a resistência térmica da parede é:

R p a r e d e = 30,2   B T U f t 2 ⋅ ° F ⋅ h

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