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Exercícios sobre Balanço de Energia :
1- Os gases quentes da combustão em um forno são separados do ar ambiente e de sua vizinhança, que estão a 20 ºC, por uma parede de tijolos de 0,15 m de espessura. O tijolo tem a condutividade térmica de 1,2 W/m K e uma emissividade superficial de 0,8. Em condições de regime permanente é medida uma temperatura de 100 ºC na superfície externa. A transferência de calor por convecção livre para o ar adjacente à superfície externa é caracterizada por um coeficiente de convecção de 20 W/m2 K. Qual a temperatura interna do tijolo?

2- Um duto de ar quente, com diâmetro externo de 22 cm e temperatura superficial de 93ºC, está localizado num grande compartimento cujas paredes estão a 21ºC. O ar no compartimento está a 27ºC e o coeficiente de película é de 5 kcal/ h m2 ºC. Determinar a quantidade de calor transferida por unidade de tempo, por metro de tubo se:
a) o duto é de estanho (emissividade = 0,1)
b) o duto é pintado com laca branca (emissividade = 0,9)

q = h . A (Ttubo - Tar) q= 5kcal/ h m2ºC (2 π 0,11m 1 m) (93- 27)ºC q = 228,1 kcal/h
Calculo do q de radiação: q = σ A1 F(Tt 4–Tar4) q=4,88x10-8Kcal/hm2K4 x (2 π 0,11m 1m)0,1(3664– 2944) q = 35 kcal / h
Calculo do q total: q = qconvecção + qradiação q =228,1kcal/h + 35 kcal/h = 263,1 kcal / h

b) duto pintado com laca:
F = ε = 0,9
Calculo do q de radiação: q = σ A1 F(Tt –Tar) q=4,88x10-8Kcal/h m2 K4x(2π0,11m1 m) 0,9 (3664–2944) q = 315 kcal/h

Calculo do q total: q = qconvecção + qradiação q= 228,1kcal/h + 315 kcal/h = 543,1kcal/h