Exercício 5.2. Um duto de ar quente, com diâmetro externo de 22 cm e temperatura superficial de 93 oC, está localizado num grande compartimento cuj...

Para calcular a quantidade de calor transferida por unidade de tempo, por metro de tubo, precisamos utilizar a equação da Lei de Newton do resfriamento, que é dada por: q = h*A*(Ts - Tinf) Onde: q = quantidade de calor transferida por unidade de tempo, por metro de tubo (kcal/h.m) h = coeficiente de transferência de calor por convecção (kcal/h.m².°C) A = área de transferência de calor (m²) Ts = temperatura superficial do duto (°C) Tinf = temperatura do ar no compartimento (°C) a) Para o duto de estanho (ε = 0,1), temos que calcular o fator de forma F, que é dado por: F = (1/ε1 + 1/ε2 - 1) = (1/0,1 + 1/0,1 - 1) = 19 A área de transferência de calor é dada por: A = π*D*L Onde: D = diâmetro externo do duto (m) L = comprimento do duto (m) Assumindo L = 1 m, temos: D = 0,22 m A = π*0,22*1 = 0,69 m² O coeficiente de transferência de calor por convecção é dado por: h = 5 kcal/h.m².°C Substituindo na equação da Lei de Newton do resfriamento, temos: q = 5*0,69*19*(93 - 27) = 361,62 kcal/h.m Portanto, a quantidade de calor transferida por unidade de tempo, por metro de tubo, para o duto de estanho é de 361,62 kcal/h.m. b) Para o duto pintado com laca branca (ε = 0,9), a única diferença é que o valor do fator de forma é diferente, pois a emissividade é diferente. Nesse caso, temos: F = (1/ε1 + 1/ε2 - 1) = (1/0,9 + 1/0,9 - 1) = 2,11 Substituindo na equação da Lei de Newton do resfriamento, temos: q = 5*0,69*2,11*(93 - 27) = 78,67 kcal/h.m Portanto, a quantidade de calor transferida por unidade de tempo, por metro de tubo, para o duto pintado com laca branca é de 78,67 kcal/h.m.