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A parede de um forno industrial é construída em tijolo refratário com 0,15 m de espessura e condutividade térmica de k=1,7 W/(m.K). Medidas efetuad...

A parede de um forno industrial é construída em tijolo refratário com 0,15 m de espessura e condutividade térmica de k=1,7 W/(m.K). Medidas efetuadas ao longo da operação em regime estacionário revelam temperaturas de 1400 e 1150 K nas paredes interna e externa, respectivamente. Qual é a taxa de transferência de calor através de uma parede que mede 0,5 m por 1,2 m? Considerações: - Condições de regime estacionário. - Condução unidimensional através da parede. - Condutividade térmica constante. - Distribuição de temperatura linear ao longo da parede. Resp. Qx= 1700,34 W ou Qx= 1,7 kW

A parede do forno é construída em tijolo refratário.
A parede tem 0,15 m de espessura.
A condutividade térmica do tijolo refratário é de 1,7 W/(m.K).
As temperaturas nas paredes interna e externa são, respectivamente, 1400 K e 1150 K.
A taxa de transferência de calor através da parede é de 1700,34 W ou 1,7 kW.

Essa pergunta também está no material:

Lista 1 - Transferência de Calor 1
7 pág.

Transferência de Calor Universidade Federal da Grande DouradosUniversidade Federal da Grande Dourados

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Para calcular a taxa de transferência de calor através da parede, podemos utilizar a Lei de Fourier da condução de calor: Qx = -k * A * (dT/dx) Onde: - Qx é a taxa de transferência de calor através da parede (em W); - k é a condutividade térmica do tijolo refratário (em W/(m.K)); - A é a área da parede (em m²); - dT/dx é a variação de temperatura em relação à distância (em K/m). Considerando que a distribuição de temperatura é linear, temos: dT/dx = (1400 - 1150) / 0,15 = 1666,67 K/m Substituindo os valores na equação, temos: Qx = -1,7 * 0,5 * 1,2 * 1666,67 = -1700,34 W Como a taxa de transferência de calor é uma grandeza vetorial, o sinal negativo indica que o calor está sendo transferido da parede interna para a externa. Para obter o valor absoluto da taxa de transferência de calor, basta retirar o sinal negativo: Qx = 1700,34 W ou Qx= 1,7 kW Portanto, a taxa de transferência de calor através da parede é de 1700,34 W ou 1,7 kW.

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