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4. A parede composta de um forno possui três materiais, dois dos quais com condutividade térmica, ka = 20W/mK e kc = 50 W/mK, e espessura La = 0,3m...

4. A parede composta de um forno possui três materiais, dois dos quais com condutividade térmica, ka = 20W/mK e kc = 50 W/mK, e espessura La = 0,3m e Lc = 0,15m conhecidas. O terceiro material B que se encontra entre os materiais A e C possui espessura Lb = 0,15m conhecida, mas a sua condutividade térmica kb é desconhecida. Sob condições de operação em regime estacionário, medidas revelam uma temperatura na superfície externa do forno de Ts,e = 20ºC, uma temperatura na superfície interna de Ts,i = 600 ºC e uma temperatura do ar no interior do forno de T ar = 800 ºC. o coeficiente convectivo interno h é conhecido, sendo igual a 25 W/m²K. Qual é o valor de kb? Resposta: Kb= 0,65W/mK.

Essa pergunta também está no material:

3º LISTA DE EXERCÍCIOS RESPONDIDOS
5 pág.

Transferência de Calor Universidade PaulistaUniversidade Paulista

💡 1 Resposta

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Para resolver esse problema, podemos usar a equação da resistência térmica para a parede composta: 1/R_total = 1/hA + La/ka + Lb/kb + Lc/kc Onde: R_total é a resistência térmica total h é o coeficiente convectivo interno A é a área de transferência de calor La, Lb, Lc são as espessuras dos materiais A, B e C, respectivamente ka, kb, kc são as condutividades térmicas dos materiais A, B e C, respectivamente Dado que R_total = (Ts,i - Ts,e) / (h * A), podemos rearranjar a equação para encontrar kb: 1/kb = (1/R_total - 1/hA - La/ka - Lc/kc) / Lb Substituindo os valores conhecidos, obtemos: 1/kb = (1/((Ts,i - Ts,e) / (h * A)) - 1/(25 * A) - 0,3/20 - 0,15/50) / 0,15 kb = 1 / ((1/((Ts,i - Ts,e) / (h * A)) - 1/(25 * A) - 0,3/20 - 0,15/50) / 0,15) kb ≈ 0,65 W/mK

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