Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Transferência de Calor- Ed: 4º - Capítulo 3.Problemas - Ex. 35
A parede de uma geladeira é constituída de isolante de fibra de vidro colado entre duas camadas de 1 mm de espessura de placa de metal . O espaço refrigerado é mantido a 2°C, e os coeficientes médios de transferência de calor nas superfícies interna e externa da parede são e , respectivamente. A temperatura média da cozinha é 24°C. Observa-se que ocorre condensação sobre a superfície externa da geladeira quando a temperatura da superfície externa cai para 20°C. Determine a espessura mínima de isolamento de fibra de vidro que deve ser utilizada na parede a fim de evitar a condensação na superfície externa.
Passo 1
Muito bem galera !! O que queremos aqui?
Descobrir a espessura mínima do isolamento, L, que será capaz de evitar que haja condensação no meio externo, certo?
Antes de qualquer coisa vamos assumir que a taxa de transferência de calor é constante e, portanto, a transferência de calor entre a sala e o espaço refrigerado é igual à transferência de calor entre a sala e a superfície externa do refrigerador:
Nós podemos calcular o calor externo como:
Sabendo que:
Então:
Passo 2
Beleza galera, agora que já sabemos a transferência de calor externa podemos assumir que:
Se lembram como calcular a transferência de calor através da parede?
Para determinar a resistência total nós vamos desenhar, ok?
Então:
A resistência através do vidro são iguais:
Sabendo que:
Substituindo:
Agora, para calcular:
Passo 3
Voltando na fórmula de taxa de calor:
Como a variação em graus Celsius e Kelvin são iguais:
Podemos cortar a área :
Isolando o :
Ou:
Aweee!!