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Procure o livro "Princípios de Transferencia de Calor" - 7a edição Versão em Espanhol
Autores: Kreith; Manglik; Bohn
Capítulo 2 - Conducción de calor
Página 88 - Figura 2.13(b)
Página 89 - Equações 2.52 e 2.53
O seu problema é similiar à Figura 2.13b. A esfera tem duas camadas.
Camada que começa no raio r_1: é camada formada pelo material do próprio tanque
Camada que começa no raio r_2: é camada formada pelo isolante (pó de sílica, nesse caso)
Nomenclatura:
T_i: temperatura do nitrogênio dentro do tanque
T_o: temperatura do ar externo
h_ci: coeficiente de película no lado de dentro
h_co: coeficiente de película no lado de fora
A_i: área da esfera calculada com o diâmetro interno ou com o raio r_1
A_o: área da esfera calculada com o diâmetro externo ou com o raio r_3
k_1: condutividade do material do tanque
k_2: condutividade do isolante
r_1, r_2, r_3: são cada um dos raios na Figura 2.13b
UA: Coeficiente Global de Transferencia de Calor
Delta T_total: é diferença entre T_o e T_i
q: taxa de transferência de calor
A questão fornece quase tudo. Calcule os raios e as áreas para prosseguir.
r_1 = 1,5 m (pois o diâmetro interno é 3,0 m)
Agora você vai somando as espessuras de cada camada para ter as medidas dos outros raios...
Depois calcule as áreas A_i e A_o (precisa saber os raios antes)
Calcule o UA pela Equação 2.52. O denominador tem 4 parcelas, que são as "resistências térmicas".
Sugiro que calcule cada uma separadamente e depois some-as para ter o denominador.
Calcule o q pela Equação 2.53
O valor de q é a resposta.
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