Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Incropera - Fundamentos de Transferência de Calor e Massa- Ed: 6º - Capítulo 1.Problemas - Ex. 12
Um sensor para medir fluxo térmico em uma superfície ou através de um material laminado emprega cinco termopares cromel-alumel (tipo K) de camada fina posicionados nas superfícies superior e inferior de uma placa com condutividade térmica de e espessura de 0,25 mm.
(a) Determine o fluxo térmico q" através do sensor quando a tensão de saída nos terminais de cobre é de . O coeficiente Seebeck dos materiais do termopar tipo K é de aproximadamente
(b) Qual precaução você deve ter ao usar um sensor desta natureza para medir a taxa térmica através da estrutura laminada mostrada?
Passo 1
Falaaaa moçadinha, show de bola?
Como diz o Homem de ferro “Eu tenho um plano. Ataque!”
Bora atacar esse problemaaaaaaa junto comigoo???
Bom no enunciado diz que a condutividade térmica e a espessura dos termopares são e
A tensão de saída nos fios de cobre é de .
E que o coeficiente de Seebeck do material do termopar é de .
- Partindo pela lei de Fourier, temos a taxa de transferência de calor como
- A taxa de fluxo de calor será perturbada se a condutividade térmica do medidor diferir daquela dos laminados, o que deve ser levado em consideração para um fluxo de calor unidimensional imperturbável.
Onde
N é o número de termopares.
Passo 2
A diferença de temperatura é expressa como
Em conformidade, teremos
Passo 3
Agora vamos substituir nossos valores conhecidos na seguinte expressão
Vamos usar
Ou
A taxa de transferência de calor pode ser expressa da seguinte maneira
Em conformidade, temos que
Portanto, o fluxo de calor através do medidor é de
Passo 4
“Às vezes é preciso aprender a correr antes de começar a andar”
Resposta
a) Portanto, o fluxo de calor através do medidor é de .
b) vide o passo 4.