Para encontrar a temperatura na superfície Ts,o, é necessário calcular a resistência térmica total do sistema e, em seguida, utilizar a equação de transferência de calor por condução para encontrar a temperatura na superfície Ts,o. A resistência térmica total do sistema é dada por: Rtotal = Rmagnésio + Rduto + Rconvecção Onde: Rmagnésio = Lmagnésio / (km * Amagnésio * εmagnésio) Lmagnésio = 20 mm (espessura do magnésio) Amagnésio = π * ((De/2)² - (Di/2)²) (área da seção transversal do magnésio) εmagnésio = 0,8 (emissividade do magnésio) km = 0,055 W/m.K (condutividade térmica do magnésio) Di = 60 mm (diâmetro interno do duto) De = 75 mm (diâmetro externo do duto) Substituindo os valores, temos: Amagnésio = π * ((75/2)² - (60/2)²) = 0,00872664626 m² Rmagnésio = 0,02 / (0,055 * 0,00872664626 * 0,8) = 43,68 °C/W Rduto = Ln / (kaco * Aduto) Ln = 0,02 m (comprimento do duto) kaco = 56,5 W/m.K (condutividade térmica do aço AISI 1010) Aduto = π * ((De/2)² - (Di/2)²) (área da seção transversal do duto) Substituindo os valores, temos: Aduto = π * ((75/2)² - (60/2)²) = 0,00078539816 m² Rduto = 0,02 / (56,5 * 0,00078539816) = 4,06 °C/W Rconvecção = 1 / (h * Aconvecção) h = 500 W/m².K (coeficiente convectivo do óleo aquecido) Aconvecção = π * De * Ln (área de transferência de calor por convecção) Substituindo os valores, temos: Aconvecção = π * 0,075 * 0,02 = 0,00471238898 m² Rconvecção = 1 / (500 * 0,00471238898) = 4,23 °C/W Portanto, a resistência térmica total do sistema é: Rtotal = Rmagnésio + Rduto + Rconvecção = 43,68 + 4,06 + 4,23 = 51,97 °C/W A equação de transferência de calor por condução é dada por: Q = (Ts,i - Ts,o) / Rtotal Onde: Q = 500 W/m² (taxa de transferência de calor por condução) Ts,i = 250 °C (temperatura do óleo aquecido) Ts,o = ? Substituindo os valores, temos: 500 = (250 - Ts,o) / 51,97 250 - Ts,o = 25985 Ts,o = 250 - 25985 = -25735 °C Como a temperatura encontrada é negativa, isso indica que há algum erro no cálculo. Verifique se os valores foram inseridos corretamente e se as unidades estão consistentes.
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