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Condução parede plana

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Aula de FT2 da terça-feira, 22 de fevereiro de 2011

Veröffentlicht in: Bildung
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Condução parede plana

  1. 1. Condução Parede Planaterça-feira, 22 de fevereiro de 201121:20 A transferência de calor através de uma parede plana possui grande aplicação aos problemas de engenharia, como por exemplo, retenção de calor em fornos, ou sistemas de resfriamento. Para determinação desse tipo de mecanismo de troca térmica será analisado um caso que será generalizado para o todo. Será estudada a parede de um forno submetida à duas temperaturas distintas em suas extremidades. Para a construção desse forno considerar uma espessura "L", material com condutividade "K", e temperaturas T 1 e T2 (ambas constantes), assim como a Área A de secção transversal ao fluxo térmico. A K q T1 T2 L Pode-se aplicar a Lei de Fourier para o caso particular: Através da separação das variáveis qdV = -kAdT Na face interna do forno a temperatura é T1 e é considerado o "zero" para efeito de comprimento, na extremidade de fora da parede temos T2 e comprimento L. Algumas hipóteses devem ser adotadas para esse tipo de configuração. - Regime Permanente (estacionário): a temperatura em cada ponto é independente do tempo - Área de secção transversal: deve ser constante por todo o meio de troca térmica. - Condutividade (k): será considerada constante ao longo do material e com as variações de temperatura existentes. Desta forma, temos: Sendo (T1 - T2) a diferença de temperatura entre as fases, podemos definir que: q= - Para um melhor entendimento da equação e do propósito da mesma será analisado um quadro com as variações que influenciam na transferência de calor. O objetivo é a redução da perda térmica: Página 1 de Fenômenos2
  2. 2. Objetivo Variável AçãoReduzir ↓k Trocar a paredeQ ↓A Reduzir área de contato ↑L Aumentar a espessura ↓ Reduzir a temperatura Interna do fornoNota: Trocar a parede ou reduzir a temperatura interna podem ser ações de difícil implantação, porém,a colocação de isolamento térmico sobre a parede cumpre ao mesmo tempo as ações de redução dacondutividade térmica e aumento de espessura da parede.ExercícioUm equipamento condicionador de ar deve manter uma sala de 15m de comprimento, 6m de largura e3m de altura a 28°C, as paredes da sala, de 25cm de espessura, são feitas de tijolos com condutividadetérmica de 0,14 kcal/hm°C e a área das janelas é considerada desprezível. A face externa das paredespode chegar a 40°C em um dia de verão.Desprezando a troca térmica entre o teto e o piso, pede-se o calor extraído pelo equipamento em HP.Dado 1 HP = 641,2 kcal/h. A = 15m x 6m x 3m = 270m³L = 0,25mK = 0,14 kcal/hm°C Página 2 de Fenômenos2

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