Um tanque solar de gradiente salino é um corpo raso de água, composto por três camadas distintas de fluidos, que é usado para coletar energia solar. As camadas externas superior e inferior encontram-se bem misturadas e servem para manter as superfícies superior e inferior da camada intermediária em temperaturas uniformes T 1eT 2 ,o n d eT 2T 1 .Embora exista movimentação do fluido nas camadas misturadas, tal movimento não está presente na camada central. Considere condições nas quais a absorção de radiação solar na camada central implique em geração de calor não-uniforme na forma q = A e - a x e a distribuição de temperaturas nessa camada seja T x = A k a 2 e - a x + B x + C As grandezas A ( W / m 3) ,a ( 1 / m ) ,B ( K / m )eC K são constantes conhecidas que possuem as unidades indicadas, e k é a condutividade térmica, que também é constante.(a) Obtenha expressões para a taxa, por unidade de área, na qual o calor é transferido da camada inferior misturada para a camada central e da camada central para a camada superior misturada. (b) Determine se as condições do sistema são de regime estacionário ou de regime transiente. (c) Obtenha uma expressão para a taxa na qual a energia térmica é gerada em toda camada central, por unidade de área superficial.

Enunciado

E ai seres de luz, tudo bem?

Como diz o Homer “Filho, este aparelhinho vai nos ajudar a escapar dessa fria!”

O que sabemos e que a geração de calor não uniforme e distribuição de temperatura na camada central de uma lagoa solar.

Vamos ter que determinar a taxa de calor por unidade de área da camada inferior para a central e da central para a superior na letra A.

Já para a letra B vamos determinar as condições se permanentes ou transitórias.

E finalizando para a letra C vamos expressar a expressão para energia térmica na camada central.

Superposições:

O fluxo de calor é

Portanto, as condições são estáveis.

“Eu não estava mentindo! Estava escrevendo ficção com a boca.”

Resposta nos passos