Enunciado

Uma parede plana unidimensional é exposta a convecção e as condições radiativas em x = 0 . As temperaturas ambiente e circundante são T ∞ = 20 ° C e T s u r = 40 ° C , respectivamente. O coeficiente de transferência de calor por convecção é h = 20   W / m 2 ⋅ K , e a absortividade da superfície exposta é α = 0,78 . Determine o fluxo de calor convectivo e o radiativo para a parede em x = 0 se a temperatura da superfície da parede for T s = 24 ° C . Suponha que a superfície da parede exposta é cinza e os arredores são grandes.

Passo 1

Bora resolver essa questão comigo?

Então, fica de olho!

Começamos o nosso problema calculando o fluxo de calor convectivo:

q c o n v ' ' = h T s - T ∞

Sendo:

h = 20   W / m 2 ⋅ K

T s = 24 ° C

T ∞ = 20 ° C

Temos:

q c o n v ' ' = 20 ⋅ 2 4 - 2 0

q c o n v ' ' = 80   W / m 2

Passo 2

Calculando o fluxo de calor radioativo:

q r a d ' ' = ε σ T s 4 - T v i z 4

Sendo:

σ = 5,67 × 10 - 8   W / m 2 ⋅ K

T s = 24 ° C = 297   K

T v i z = 40 ° C = 313   K

O problema nos informa que a superfície da parede exposta é cinza e os arredores são grandes, nessas condições, temos que:

ε = α = 0,78

Assim, substituindo os dados, temos:

q r a d ' ' = 0,78 ⋅ 5,67 × 10 - 8 ⋅ 297 4 - 313 4

q r a d ' ' = - 80   W / m 2

Até a próxima questão!

Resposta

q c o n v ' ' = 80   W / m 2

q r a d ' ' = - 80   W / m 2

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