Um forno de 6 m de comprimento, 5m de largura e 3 m de altura tem sua parede constituída de 3 camadas. A camada interna de 0,4 m é de tijolos refr...

a) Para calcular o fluxo de calor pela parede, é necessário utilizar a equação da condução térmica: Q/t = k * A * (T1 - T2) / d Onde: Q/t = fluxo de calor (kcal/h) k = condutividade térmica (kcal/h.m.ºC) A = área da parede (m²) T1 = temperatura interna (ºC) T2 = temperatura externa (ºC) d = espessura da parede (m) Para a camada interna de tijolos refratários, temos: Q1/t = 1,0 * 6 * 3 * (1700 - T2) / 0,4 Para a camada intermediária, temos que calcular o fluxo de calor para cada metade e depois somar: Q2/t = 0,20 * 6 * 3 * (1700 - T2) / 0,15 + 0,40 * 6 * 3 * (1700 - T2) / 0,15 Para a camada externa de aço, temos: Q3/t = 30 * 6 * 3 * (1700 - T2) / 0,05 O fluxo de calor total é a soma dos fluxos de calor de cada camada: Q/t = Q1/t + Q2/t + Q3/t b) Para calcular o desgaste da camada de refratários, é necessário utilizar a equação da condução térmica novamente, considerando que a espessura da camada interna diminuiu em 10%: Q1/t = 1,0 * 6 * 3 * (1700 - T2) / (0,4 * 1,1) O novo fluxo de calor total será a soma dos fluxos de calor das camadas interna e intermediária (que não sofreu desgaste): Q/t = Q1/t + Q2/t Para calcular o desgaste uniforme em todo o forno, é necessário dividir a espessura original da camada interna (0,4 m) pelo número de anos que se passaram e depois multiplicar pelo número de anos que se deseja calcular o desgaste. Por exemplo, se a camada interna tem 5 anos e se deseja calcular o desgaste após 10 anos, o desgaste será de 0,4 / 5 * 10 = 0,8 m. A nova espessura da camada interna será de 0,4 - 0,8 = -0,4 m, o que não faz sentido. Portanto, é necessário considerar que a camada interna foi completamente substituída após 5 anos e que a nova camada tem espessura de 0,4 m - 0,4 m * 10% = 0,36 m. O novo fluxo de calor total será calculado novamente com a nova espessura da camada interna.