Apresentação transferencia de calor parte 3

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Transferência de Calor – parte 3
7º semestre – Engenharia Mecânica
Prof. Rochedo
4) Resistência térmica (RT)
Analisando o fluxo de calor por condução temos:
O termo K.S/e indica uma proporção direção com o fluxo de calor então a resistência térmica é justamente o inverso dele. Portanto e/K.S indica a resistência térmica. 
No caso de associação de 2 ou mais placas em série a resistência térmica da associação é a soma das resistência térmica de cada placa.
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Determinar o fluxo de calor por unidade de área que atravessa uma parede de aço (50,2 W/m.K) plana com 20 mm de espessura e isolada com uma camada de 60 mm de lã mineral  (0,04 W/m.K). A temperatura interna da parede de aço é de 20ºC e a externa do isolamento é 50ºC. 
Exercícios
A) 20 W/m²	B) 15 W/m² C) 1 W/m²	 D) 0,02 W/m²	E) 100 W/m²
Determinar o fluxo de calor por unidade de área que atravessa uma parede de aço (50,2 W/m.K) plana com 25 mm de espessura e isolada com uma camada de 5cm de cortiça (0,043 W/m.K). A temperatura interna da parede de aço é de 90ºC e a temperatura da cortiça é 30ºC. 
A ) 116 W/m²	B) 1,16 W/m² C) 24 W/m²	 D) 36 W 	 E) 52 W/m²
5) Condução térmica em paredes cilíndricas
A lei de Fourier a diferencial do fluxo de calor é dado por:
Resolvendo a integração temos:
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Desta equação termo: 
é chamado de resistência térmica 
No caso de associação de camada temos a soma das resistência térmicas. 
Exercícios:
Gases do escapamento (75ºC) de um automóvel são transferidos para o ambiente (30ºC) por meio de um tubo de ferro (k = 52 W/ mK) com 46 mm de diâmetro e 1 mm de espessura. Em uma secção de 45 cm, o escapamento recebe um revestimento isolante de placa de fibra (k = 0,10W/ mK) de 7cm de espessura. Considerando apenas tal seção e desprezando todas as outras possíveis trocas de calor calcule:
a) a resistência térmica desta secção do escapamento,
b) a resistência térmica do revestimento,
c) o fluxo de calor aproximado da seção.
Exercícios:
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Em um instrumento hipotético para determinar o fluxo de calor, dois blocos, com 0,5 m² de área de secção reta e 0,15m de espessura são colocados juntos. O gradiente de temperatura entre os blocos é de 49ºC. O bloco 1 é feito de cobre (385 W/ m.K) e está ao colado do bloco 2, que é feito de cortiça (0,043 W/ m.K). Determine as resistências térmicas de bloco e o fluxo de calor total que passa pelo sistema.
Em uma empresa siderúrgica, um tubo de uma liga metálica (k = 35 W/ mK) de 30 m de comprimento, 10 cm de diâmetro e 5 mm de espessura é revestido com 20 cm de lã de rocha (k = 0,04 W/ mK). O tubo é utilizado para transporte de vapor a 300ºC e devido ao revestimento, a temperatura da superfície externa não ultrapassa 50ºC. Calcule:
a) a resistência térmica do tubo,
b) a resistência térmica do revestimento,
c) o fluxo de calor aproximado no tubo com o revestimento.
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6) Condução térmica em paredes esféricas 
De maneira semelhante as superfície cilíndricas é necessário resolver uma integral para dedução expressão para paredes esféricas.
No caso de associação de camada temos a soma das resistência térmicas. 
Exercícios:
Um tanque esférico, de certo tipo de aço (k = 45W/m.K), apresenta raio interno de 0,7m e uma espessura de 5mm. Esse tanque é isolado com 25mm de amianto (k = 0,047W/m.K). A temperatura interna do tanque esférico é 450ºC e a temperatura externa do isolante é 50ºC. Determine as resistências térmicas do tanque, do isolamento e o fluxo de calor quando o amianto é utilizado.
Um destilador esférico de cobre (k = 385 W/m.K), apresenta raio interno de 0,5 m e uma espessura de 5 mm. Esse tanque é isolado com 50 mm de isopor (k = 0,01W/m.K). A temperatura interna do tanque esférico é 350ºC e a temperatura externa do isolante é 35ºC. Determine o fluxo de calor.
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Determinar o fluxo de calor por unidade de área que atravessa uma parede de aço (50,2 W/m.K) plana com 20 mm de espessura e isolada com uma camada de 60 mm de lã mineral  (0,04 W/m.K). A temperatura interna da parede de aço é de 20ºC e a externa do isolamento é 50ºC. 
A) 20 W/m²	B) 15 W/m² C) 1 W/m²	 D) 0,02 W/m²	E) 100 W/m²
Exercícios
Observe que a resistência térmica da parede é desprezível
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Determinar o fluxo de calor por unidade de área que atravessa uma parede de aço (50,2 W/m.K) plana com 25 mm de espessura e isolada com uma camada de 5cm de cortiça (0,043 W/m.K). A temperatura interna da parede de aço é de 90ºC e a temperatura da cortiça é 30ºC. 
A ) 116 W/m²	B) 1,16 W/m² C) 24 W/m²	 D) 36 W 	 E) 52 W/m²
Observe que a resistência térmica da parede é desprezível
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Gases do escapamento (75ºC) de um automóvel são transferidos para o ambiente (30ºC) por meio de um tubo de ferro (k = 52 W/ mK) com 46 mm de diâmetro e 1 mm de espessura. Em uma secção de 45 cm, o escapamento recebe um revestimento isolante de placa de fibra (k = 0,10 W/ mK) de 7cm de espessura. Considerando apenas tal seção e desprezando todas as outras possíveis trocas de calor calcule:
a) a resistência térmica desta secção do escapamento,
b) a resistência térmica do revestimento,
c) o fluxo de calor aproximado da seção.
Observe que a resistência térmica da tubo é desprezível
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Em um instrumento hipotético para determinar o fluxo de calor, dois blocos, com 0,5m² de área de secção reta e 0,15m de espessura são colocados juntos. O gradiente de temperatura entre os blocos é de 49ºC. O bloco 1 é feito de cobre (385 W/m.K) e está ao colado do bloco 2, que é feito de cortiça (0,043 W/m.K). Determine as resistências térmicas de bloco e o fluxo de calor total que passa pelo sistema.
Observe que a resistência térmica do bloco 1 é desprezível
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Em uma empresa siderúrgica, um tubo de uma liga metálica (k = 35 W/mK) de 30 m de comprimento, 10 cm de diâmetro e 5 mm de espessura é revestido com 20 cm de lã de rocha (k = 0,04 W/mK). O tubo é utilizado para transporte de vapor a 300ºC e devido ao revestimento, a temperatura da superfície externa não ultrapassa 50ºC. Calcule:
a) a resistência térmica do tubo,
b) a resistência térmica do revestimento,
c) o fluxo de calor aproximado no tubo com o revestimento.
Exercícios:
Observe que a resistência térmica da tubo é desprezível
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Um tanque esférico, de certo tipo de aço (k = 45W/m.K), apresenta raio interno de 0,7m e uma espessura de 5mm. Esse tanque é isolado com 25mm de amianto (k = 0,047W/m.K). A temperatura interna do tanque esférico é 450ºC e a temperatura externa do isolante é 50ºC. Determine as resistências térmicas do tanque, do isolamento e o fluxo de calor quando o amianto é utilizado.
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Um destilador esférico de cobre (k = 385 W/m.K), apresenta raio interno de 0,5 m e uma espessura de 5 mm. Esse tanque é isolado com 50 mm de isopor (k = 0,01W/m.K). A temperatura interna do tanque esférico é 350ºC e a temperatura externa do isolante é 35ºC. Determine o fluxo de calor.
desprezível