Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Incropera - Fundamentos de Transferência de Calor e Massa- Ed: 7º - Capítulo 9.Problemas - Ex. 21
A porta de um forno doméstico, com de altura e de largura, atinge uma temperatura superficial média de durante a operação do forno. Estime a perda de calor para o ambiente externo a . Se a porta tem uma emissividade de e a vizinhança também está a , comente sobre a relação entre as perdas térmicas por convecção natural e por radiação.
Passo 1
Nessa questão nós temos a porta de um forno com temperatura média da superfície de em uma sala com ar ambiente a .
E queremos encontrar a perda de calor para o quarto. Além disso, devemos identificar o efeito na perda de calor se a emissividade da porta for uma unidade e o ambiente estiver a .
Passo 2
Para resolver essa questão vamos assumir que o ar ambiente é inativo e os efeitos da radiação da superfície são desprezíveis.
A taxa de calor da superfície da porta do forno por convecção para o ar ambiente é,
Onde pode ser estimado a partir da correlação de convecção livre para uma placa vertical,
Passo 3
O número de Rayleigh é:
Substituindo os valores temos,
Passo 4
Então, a taxa de calor é:
Observe que a perda de calor por radiação é quase o dobro da convecção livre. Usando a Eq. (1.9), o coeficiente de transferência de calor por radiação é , que é o dobro do coeficiente para o processo de convecção livre.
Resposta
Observe que a perda de calor por radiação é quase o dobro da convecção livre. Usando a Eq. (1.9), o coeficiente de transferência de calor por radiação é , que é o dobro do coeficiente para o processo de convecção livre.