- Uma parede de 0,3m de espessura é feita de um material que tem uma
condutibilidade térmica de 0,75 kcal/h m ºC

Question

. 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

60ºC, a temperatura do ar externo é de 55ºC 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

Ed · Answer

Para calcular a espessura do material isolante necessário para garantir o fluxo de calor projetado, podemos utilizar a Lei de Fourier, que relaciona a taxa de transferência de calor por condução através de um material com a área da superfície, a diferença de temperatura e a espessura do material.

Q = (k * A * deltaT) / d

Onde:
Q = taxa de transferência de calor por condução (kcal/h)
k = condutividade térmica do material (kcal/h m ºC)
A = área da superfície (m²)
deltaT = diferença de temperatura (ºC)
d = espessura do material (m)

Substituindo os valores dados na questão, temos:

Q = 320 * (60 - 55) = 1600 kcal/h m²

k1 = 0,75 kcal/h m ºC
k2 = 0,3 kcal/h m ºC

d1 = 0,3 m
d2 = ?

A = 1 m²

Pela conservação de energia, a taxa de transferência de calor por condução através da parede composta deve ser igual à taxa de transferência de calor por condução através do material isolante:

Q = (k1 * A * deltaT) / d1 = (k2 * A * deltaT) / d2

Substituindo os valores conhecidos e isolando d2, temos:

d2 = (k2 * d1) / k1

d2 = (0,3 * 0,75) / 0,3

d2 = 0,75 m

Portanto, a espessura do material isolante necessário para garantir o fluxo de calor projetado é de 0,75 metros.

- Uma parede de 0,3m de espessura é feita de um material que tem uma condutibilidade térmica de 0,75 kcal/h m ºC

Fenômenos de Transporte I

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