(3.4) Em um processo de fabricação, uma película transparente está sendo fixada sobre um substrato, conforme é mostrado no desenho. Para curar a fi...

a) O circuito térmico que representa a transferência de calor em regime estacionário consiste em: - Uma fonte de energia radiante que fornece um fluxo de calor q"o (W/m²) para a superfície filme/substrato. - Uma resistência térmica representando a transferência de calor através do filme, com espessura Lp (0,25mm) e condutividade térmica kp (0,025W/m·K). - Um nó representando a temperatura da superfície filme/substrato, T0. - Uma resistência térmica representando a transferência de calor através do substrato, com espessura Ls (1,0mm) e condutividade térmica ks (0,05W/m·K). - Outro nó representando a temperatura do substrato, T1. - Uma resistência térmica representando a transferência de calor por convecção entre a superfície livre da película e o ar, com coeficiente de transferência de calor por convecção h. b) Considerando as condições T∞ = 20°C, h = 50W/m²·K e T1 = 30°C, podemos calcular o fluxo radiante q"o necessário para manter a temperatura da superfície filme/substrato em T0 = 60°C. Utilizando a equação da resistência térmica, temos: q"o = (T0 - T1) / (1 / (h · A) + Ls / (ks · A) + Lp / (kp · A)) Onde A é a área da superfície filme/substrato. Substituindo os valores, temos: q"o = (60 - 30) / (1 / (50 · A) + 0,001 / (0,05 · A) + 0,00025 / (0,025 · A)) q"o = 2833W/m² Portanto, o fluxo radiante q"o necessário para manter a temperatura da superfície filme/substrato em T0 = 60°C é de 2833W/m².