Enunciado

Um termopar cuja superfície é difusa e cinza, apresentando uma emissividade de 0,6 , indica uma temperatura de 180 ° C quando é utilizado para medir a temperatura de um gás que escoa através de um grande duto cujas paredes têm uma emissividade de 0,85 e uma temperatura uniforme de 450 ° C .

(a) Se o coeficiente de transferência de calor por convecção entre o termopar e a corrente de gás for de h   =   125   W / ( m 2   ·   K ) e as perdas por condução pelo termopar forem desprezíveis, determine a temperatura do gás.

Passo 1

E aí, vamos começar a resolver mais um exercício!

Então, fica de olho para não se perder!

Começamos o nosso problema realizando algumas considerações sobre o nosso sistema:

- Estado estacionário;

- Desprezando o calor perdido pela junta;

- Parede do duto muito maior que o termopar;

- Superfície do termopar é cinza e difusa.

Bora para as contas!

Passo 2

Letra a)

Devemos aplicar um balanço de energia em nosso sistema:

q w - s ' ' - q c o n v ' ' = 0

Abrindo essa equação:

ε s σ T w 4 - T s 4 - h - T s - T ∞ = 0

Isolando T ∞ :

T ∞ = T s - ε s σ h - T w 4 - T s 4

Substituindo os dados:

T ∞ = 453 - 0,6 ⋅ 5,67 ⋅ 10 - 8 125 ⋅ 723 4 - 453 4

T ∞ = 390   K = 117 ° C

De boa né?

Te espero na próxima questão!

Resposta

T ∞ = 390   K = 117 ° C

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