ANÁLISE: (a) Como o sistema é simétrico, a potência do aquecedor resulta em fluxos de condução iguais através das placas. Aplic...

ANÁLISE: (a) Como o sistema é simétrico, a potência do aquecedor resulta em fluxos de condução iguais através das placas. Aplicando um balanço de energia superficial na superfície x = +L conforme mostrado no esquema, determine as temperaturas no ponto médio, x = 0, e na superfície exposta, x + L. PREMISSAS: (1) Condução unidimensional, (2) Propriedades constantes, (3) Nenhuma geração volumétrica interna nas placas e (3) Resistência térmica desprezível entre as superfícies do aquecedor e as placas.)( x x ( ) o qÿÿ +L = qÿÿ / 2c onv cujas superfícies sofrem convecção. ENCONTRE: (a) Nas coordenadas Tx, esboce a distribuição de temperatura em estado estacionário para -L ÿ × ÿ +L; calcular valores para as superfícies x = L e o ponto médio, x = 0; rotule esta distribuição como Caso 1 e explique os principais recursos; (b) Caso 2: perda repentina de refrigerante causando existência de condição adiabática na superfície x = +L; esboce a distribuição de temperatura nas mesmas coordenadas Tx da parte (a) e calcule os valores para x = 0, ± L; explicar os principais recursos; (c) Caso 3: perda adicional de refrigerante e existência de condição adiabática na superfície x = - L; a situação passa despercebida por 15 minutos, momento em que a energia do aquecedor é desativada; determinar a distribuição de temperatura eventual (t ÿ ÿ) uniforme e em estado estacionário; esboçar a distribuição de temperatura nas mesmas coordenadas Tx das partes (a,b); e (d) Nas coordenadas Tt, esboce o histórico de temperatura-tempo nas localizações das placas x = 0, ± L durante o período transitório entre as distribuições de estado estacionário para o Caso 2 e o Caso 3; em que local e quando a temperatura no sistema atingirá um valor máximo? imprensado entre duas placas de 25 mm de espessuraCONHECIDO: Aquecedor elétrico fino dissipando 4000 W/m ESQUEMA: fora ( ) EE em ÿ ( ) + ÿ qÿÿ = 0 q L + h ÿ ÿ 0= < + TL + qÿÿ L / 2k = 25°C + 4000W / m ÿ K × 0,025m / 2×5W / mÿ K = 35°C0 = ó A distribuição de temperatura é mostrada nas coordenadas Tx abaixo e rotulada como Caso 1. A chave T1 ó 22 As características da distribuição são a sua simetria em relação ao plano do aquecedor e a sua dependência linear com a distância. Contínuo ….. < onde“ A partir da lei de Fourier para o fluxo de condução através da placa, encontre T(0). / 2 k ÿ ÿ T( ) 0 ÿ T(+L) / ÿ ÿ L “ qq"x + = L qÿÿ / 2h + Tÿ = 4000W / m / 2× 400W / m ÿK + 20°C = 25°C = = ( (( ) ) ) 2 1 óT1 2 T( ) L ÿ Tÿ = 0 q / “o 2 ÿ ÿ ÿ PROBLEMA 2.53