- Uma parede de 0,3m de espessura é feita de um material que tem uma condutibilidade térmica de 0,75 kcal/h m ºC. O calor transmitido por condução,...
- Uma parede de 0,3m de espessura é feita de um material que tem uma condutibilidade térmica de 0,75 kcal/h m ºC. O calor transmitido por condução, por unidade de tempo, através dessa parede deve ser reduzido colocando-se sobre um lado uma camada de material isolante com uma condutibilidade térmica média de 0,3 kcal/h m ºC. Admitindo que a temperatura das superfícies externa da parede composta é de 40ºC, a temperatura do ar externo é de 35ºC e o coeficiente convectivo, igual a 320 kcal/ h m2 K, calcule a espessura do material isolante colocado para garantir o fluxo de calor projetado. A temperatura entre as paredes é igual a 504°C (R: 8,8 cm)
Para calcular a espessura do material isolante necessário para garantir o fluxo de calor projetado, podemos utilizar a equação da resistência térmica:
R = L / k
Onde:
R = resistência térmica
L = espessura do material
k = condutividade térmica
Para a parede composta, temos duas resistências térmicas em série: a da parede de 0,3m e a do material isolante. Assim, temos:
R_total = R_parede + R_isolante
A resistência térmica da parede é dada por:
R_parede = L_parede / k_parede
Substituindo os valores, temos:
R_parede = 0,3 / 0,75 = 0,4 ºC/kcal
A resistência térmica do material isolante é dada por:
R_isolante = L_isolante / k_isolante
Substituindo os valores, temos:
R_isolante = L_isolante / 0,3
A resistência térmica total é dada por:
R_total = L_parede / k_parede + L_isolante / k_isolante
Substituindo os valores, temos:
R_total = 0,4 + L_isolante / 0,3
O fluxo de calor é dado por:
q = (T1 - T2) / (R_total + R_conv)
Onde:
T1 = temperatura da superfície externa
T2 = temperatura do ar externo
R_conv = resistência térmica por convecção
Substituindo os valores, temos:
q = (40 - 35) / (0,4 + L_isolante / 0,3 + 1 / 320)
Simplificando, temos:
q = 150 / (0,4 + L_isolante / 0,3 + 0,003125)
Isolando L_isolante, temos:
L_isolante = (0,3 / q) - 0,4 - 0,003125
Substituindo os valores, temos:
L_isolante = (0,3 / 150) - 0,4 - 0,003125
L_isolante = 0,0088 m
Portanto, a espessura do material isolante necessário para garantir o fluxo de calor projetado é de 8,8 cm.
0
0
Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto
Compartilhar