Enunciado
Termodinâmica - Moran e Shapiro - Princípios de Termodinâmica para Engenharia- Ed: 7º - Capítulo 2.Problemas - Ex. 52
A superfície externa de uma grelha com cobertura está a 47°C e sua emissividade corresponde a 0,93. O coeficiente de transferência de calor por convecção entre a grelha e a vizinhança é 10W/m².K e a temperatura da vizinhança é 27°C. Determine a taxa liquida de transferência de calor entre a grelha e a vizinhança por convecção e radiação em kW por m² de área de superfície.
Passo 1
Fala pessoal! Tudo certinho? Bora começar mais essa questão aqui sobre churrasqueira? Bem do nosso dia a dia né?
Primeiro, vamos dar uma desenhada em um esquema da grelha:
Bem bonita né? Vamos em frente!
Já dá pra ir percebendo que vamos ter duas taxas de transferência de calor né? Uma por convecção pelo contato com o ar em movimento e uma de radiação da própria grelha!
Mas antes vamos dar uma organizada nos dados!
Show! Agora vamos pros cálculos!
Passo 2
No enunciado foi pedida a taxa total liquida de transferência de calor por convecção e por radiação, ou seja:
E ele quer por unidade de área de superfície:
Primeiro vamos calcular a taxa por convecção!
Lembra da formula da taxa de transferência de calor por convecção?
Substituindo os dados vamos ter:
Beeem tranquilo, concorda? Vamos em frente!
Passo 3
Agora vamos fazer exatamente a mesma coisa para a radiação! Só lembrar dá fórmula:
Temos que lembrar também que é a constante de Stefan-Boltzmann! E ela vale
Então já podemos substituir todos os dados, né?
Até aqui tudo bem! Agora vamos para o passo mais difícil! Preste muita atenção!
Passo 4
Lembra lá de cima que:
Agora, vamos lá! Basta somar os resultados que achamos!
Como a questão pediu em kW, vamos dividir por 1000!
Show de bola! Terminamos por aqui. Já podemos começar a próxima questão né?