Considere um duto de estanho (ε=0,1) com diâmetro externo de 25 cm, comprimento útil de 200cm, estando fixado suspenso no ar e temperatura superfic...

Para calcular o fluxo de calor por metro de tubo, é necessário utilizar a equação da Lei de Fourier: q = -k * A * (dT/dx) Onde: - q é o fluxo de calor por metro de tubo (em W/m); - k é a condutividade térmica do estanho (em W/m.K); - A é a área da seção transversal do tubo (em m²); - dT/dx é o gradiente de temperatura ao longo do tubo (em K/m). Para calcular o gradiente de temperatura, é necessário calcular a temperatura média do tubo: Tm = (Ts + Ta) / 2 Onde: - Ts é a temperatura superficial do tubo (em °C); - Ta é a temperatura do ar no compartimento (em °C). Tm = (100 + 30) / 2 = 65 °C A área da seção transversal do tubo é dada por: A = π * (De^2 - Di^2) / 4 Onde: - De é o diâmetro externo do tubo (em m); - Di é o diâmetro interno do tubo (em m). Di = De - 2 * e Onde: - e é a espessura do tubo (em m); - ε é a emissividade do estanho. e = (De - Di) / 2 = De * (1 - ε) / 2 De = 25 cm = 0,25 m ε = 0,1 Di = 0,25 * (1 - 0,1) / 2 = 0,1125 m e = 0,06875 m A = π * (0,25^2 - 0,1125^2) / 4 = 0,0039 m² O coeficiente de transferência de calor por convecção é dado por: h = 5 kcal/h.m².C = 5 * 4184 / 3600 W/m².K = 5,82 W/m².K A condutividade térmica do estanho pode ser encontrada em tabelas ou em livros de termodinâmica. Para o estanho, k = 66 W/m.K. Agora podemos calcular o gradiente de temperatura: dT/dx = (Ts - Ta) / L + h * (Ts - Ta) / (k * A) Onde: - L é o comprimento útil do tubo (em m). L = 2 m dT/dx = (100 - 30) / 2 + 5,82 * (100 - 30) / (66 * 0,0039) = 1.042 K/m Finalmente, podemos calcular o fluxo de calor por metro de tubo: q = -k * A * dT/dx = -66 * 0,0039 * 1,042 = -0,271 W/m O sinal negativo indica que o fluxo de calor está saindo do tubo. Portanto, o fluxo de calor por metro de tubo é de aproximadamente 0,271 W/m.