Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Incropera - Fundamentos de Transferência de Calor e Massa- Ed: 7º - Capítulo 2.Problemas - Ex. 46
Uma tubulação de vapor é envolvida por isolamento térmico cujos raios interno e externo são e , respectivamente. Em um dado instante de tempo, sabe-se que a distribuição de temperaturas no isolamento tem a forma
O sistema encontra-se em regime estacionário ou transiente? Como variam com o raio o fluxo térmico e a taxa de transferência de calor?
Passo 1
Fala aí! Partiu resolver essa questão!
Bom, o nosso enunciado quer que a gente diga em qual regime nosso problema está, se estacionário ou transiente, e além disso ele quer a explicação de como varia o fluxo térmico e a taxa de transferência, com o raio… humm...
Relaxa aí! Vamos por partes!
Passo 2
Primeiro vamos começar usando a equação:
Agora no lugar desse vamos colocar a função que o enunciado nos deu:
Opa! Estamos em regime estacionário! Já resolvemos a primeira parte da questão!
Passo 3
Agora vamos usar a equação do fluxo térmico para ver como ele varia com o raio nas condições que nos foram dadas:
Show de bola? Conseguimos quase tudo… Só falta agora a taxa de transferência de calor:
Vamos substituir a área e o fluxo que achamos ali em cima!
Uhull! Conseguimos! Arrasamos!
Resposta
O sistema está em regime estacionário.
O fluxo térmico varia na forma
A taxa de tranferência de calor varia na forma