caffdafa

P.1.2.3. Um forno de 6 m de comprimento, 5m de largura e 3 m de altura tem sua parede constituída de 3 camadas. A camada interna de 0,4 m é de tijolos refratários ( k=1,0 kcal/h.m.oC ). A camada intermediária de 0,30 m tem a metade inferior de tijolos especiais ( k=0,20 kcal/h.moC ) e a metade superior de tijolos comuns ( k=0,40 kcal/h.m.oC). A camada externa de 0,05m é de aço ( k=30 kcal/hm oC). Sabendo-se que a superfície interna está a 1700 oC e a superfície externa está a 60 oC . Pede-se :
a) o fluxo de calor pela parede
b) considerando que após, alguns anos o fluxo de calor aumentou 10 % devido ao desgaste da camada de refratários. Calcular este desgaste supondo que o mesmo foi uniforme em todo o forno.
Respostas:
A) A = 2*5*3 + 2*6*3 kRefratário=1,0kcal/h.kºC kEspecial = 0,20kcal/hmºC
A = 66m² LRefratário=0,4m LEspecial = 0,30mkComum =0,40kcal/h.mºC kAço =30kcal/h.mºC ∆T = 1700ºC – 60ºC
LComum = 0,30m LAço = 0,05m ∆T = 1640ºC
RRefratário=LRefratário / kRefratário*A
RRefratário=0,4 / (1*66)=0,00606060h°C/kcal
REspecial=LEspecial / (kEspecial*A/2)
REspecial= 0,30 / (0,20*33)=0,04545454h°C/kcal
RComum=LComum / (kComum*A/2)
RComum=0,30 / (0,40*33)=0,02272727h°C/kcal
RAço=LAço/ (kAço*A)
RAço= 0,05 / (30*66)=0,00002525h°C/kcal
Req.(REspecial, RComum)= (REspecial*RComum) / (REspecial+RComum)
Req.(REspecial, RComum)= (0,04545454*0,02272727) / (0,04545454+0,02272727)
Req.(REspecial, RComum)= 0,01515151h°C/kcal
Req.total=RRefratário+Req.(Respecial, Rcomum)+RAço
Req.total=0,00606060+0,01515151+0,00002525
Req.total=0,0212373h°C/kcal q=∆TReq.total q= 1640 / 0,0212373=77222kcal
B) q+10%=84944kcal/h q=∆TRtotal 84944=1640Rtotal
Rtotal=1640 / 84944=0,01930683h°C/kcal
Rtotal=Req.(Respecial,Rcomum)+Raço+Rrefratário
0,01930683=0,01515151+0,0000255+Refratário
Rrefratário=0,01930683-0,01515151-0,00002525
Rrefratário=0,00413007h°C/kcal
L.atual=Rrefratário*krefratário*A
L.atual=0,00413007*1*66
L.atual=0,2725m ou 27,2mm