O processo de cura do Exemplo 1.9 envolve a exposição da placa a uma irradiação proveniente de uma lâmpada infravermelha e o resfriamento auxiliar por convecção e radiação com a vizinhança. Alternativamente, no lugar da lâmpada, o aquecimento pode ser efetuado pela introdução da placa em um forno cujas paredes (a vizinhança) são mantidas a uma temperatura elevada.

(a) Considere condições nas quais as paredes do forno estejam a 200 ° C , o escoamento do ar sobre a placa seja caracterizado por T ∞ = 20 ° C   e   h = 15   W / ( m 2 · K ) e o revestimento tenha uma emissividade de ε = 0,5 . Qual é a temperatura da placa?

(b) Para temperaturas do ar ambiente de 20 ,   40 e 60 ° C , determine a temperatura da placa como uma função da temperatura das paredes do forno na faixa de 150 a 250 ° C . Faça um gráfico de seus resultados e identifique condições nas quais temperaturas de cura aceitáveis entre 100 e 110 ° C possam ser mantidas.

Passo 1

Beleza galerinha, vamos lá! Nessa questão, (a) A temperatura da placa pode ser determinada a partir de um balanço de energia na placa, considerando a troca de radiação com as paredes do forno quente e a convecção com o ar ambiente. Ou seja:

E i n - E o u t = 0

Portanto,

ε σ T s u p 4 - T S 4 - h T S - T ∞ = 0

0.5 × 5.67 × 10 - 8 200 + 273 4 - T S 4 K 4 - 15 ( T s 20 + 273 K = 0

Isolando,

T S = 357 K = 84 ° C

Passo 2

(b) Usando a relação de balanço energético no espaço de trabalho do IHT, a temperatura da placa pode ser calculada e plotada em função da temperatura da parede do forno para temperaturas do ar ambiente selecionadas.

Resposta

a ) T S = 84 ° C

b ) G r á f i c o   n o   p a s s o   2

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