8/17/2019 Solution Incropera 7th ed 1.53 ch 01

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719472-1-53 AID: 75 | 13/05/2016

Conhecendo as temperaturas nca! e "na! de uma chapa de a#o no$d%&e! AI'I 304durante um est%(o de processo de t)mpera* ao passar atra&+s de um "orno a,uecdo

e!etrcamente 'a.endo ,ue o teto e as ,uatro paredes do "orno esto e$postos ao ar am.ente e a uma (rande &nhan#a de mesma temperatura* e ,ue no cho do "orno pousa uma p!aca de concreto recsamos estmar a pot)nca e!+trca ,ue de&e ser 

"ornecda ao "orno

Com os dados "ornecdos no enuncado podemos montar o es,uema a.a$o:

Chapa de a#o no$d%&e! AI'I 304:

300 emperatura de entrada

1250 emperatura de sada

0*00 spessura da chapa

2 ar(ura da chapa

0*01 e!ocdade de a,uecmento

i

o

c

c

c

T K 

T K 

t mm m

W m

V m

=

=

= =

=

=

8orno:

( )

sup

sup

2

2 A!tura do "orno

25 ar(ura do "orno

2*4 Comprmento do "orno

350 emperatura das super"ces do "orno

0* Coe"cente de emss&dade

10 Coe"cente de con&ec#/o

 f  

 f  

 f  

 H m

 L m

W m

T K 

h W m K  

ε 

=

=

=

=

=

= ×

Ar am.ente:

( )2300 emperatura do ar am.ente

10 Coe"cente de con&ec#/o do ar  

T K 

h W m K  

∞ =

= ×

!aca de concreto:

350 emperatura do .!oco

0*5 spessura do .!oco

b

b

T K 

t m

=

=

recsamos anda de dados adconas do a#o no$d%&e! AI'I 304 ta.e!a A1 e do .!oco

de concreto ta.e!a A3:

( )

3

300 1250775 emperatura m+da da chapa

2

7900 Densdade do a#o

57 Ca!or espec"co do a#o

1*4 Condut&dade t+rmca do concreto a 300 ; 

a

 p

c

T K 

kg m

c J kg K  

k W m K  

 ρ 

+= =

=

= ×

= ×

As se(untes consdera#

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( )c c cm W t V   ρ = ×&   2= ca!or trans"erdo pe!o "orno pode ser ca!cu!ado como a soma das trans"er)ncas de ca!or 

 por con&ec#o* condu#o e rada#o:

( )   ( )4 4cond conv rad  

c S S viz  

q q q q

dT k h A T T A T T  

dxε σ ∞

= + +

 = − × + × × − + × × × − ÷  

A trans"er)nca de ca!or por condu#o entre o "orno e o .!oco de concreto* pode ser ca!cu!ada como:

( ) ( )

cond c

  b

c f f  

b

dT q k 

dx

T T k W L

t 

 = − × ÷  

−= ×

  3

A trans"er)nca de ca!or por con&ec#o entre o "orno e o ar am.ente* pode ser ca!cu!ada

como:

( )

( ) ( )2 2conv S  

 f f f f f f S 

q h A T T  

h H L H W W L T T  

∞

∞

= × × −

= + + −  4

A trans"er)nca de ca!or por rada#o entre o "orno e o ar am.ente* pode ser ca!cu!ada

como:

( )

( )   ( )

4 4

4 42 2

rad S viz  

 f f f f f f S 

q A T T  

 H L H W W L T T 

ε σ 

ε σ  ∞

= × × × −

= + + −  5

'u.sttundo as e,ua#* 6> e 1> so perddas por con&ec#o* rada#o e

condu#o* respect&amente