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O que é condução de calor em uma grande parede plana – Definição

Condução de calor em uma grande parede plana. Considere a parede plana de espessura 2L, na qual há geração uniforme e constante de calor por unidade de volume, qV [W / m3]. Engenharia Térmica

Condução de calor em uma grande parede plana

Condução de calor em uma grande parede plana

Considere a parede plana de espessura 2L, na qual há geração uniforme e constante de calor por unidade de volume, V [W / m 3 ] . O plano central é tomado como a origem de x e a laje se estende a + L à direita e – L à esquerda. Para condutividade térmica constante k, a forma apropriada da equação do calor é:

equação do calor - geração de calor - equação

A solução geral desta equação é:

equação de condução de calor - solução geral

onde C 1 e C 2 são as constantes de integração.

1)

Condução de calor em uma grande parede planaCalcule a distribuição de temperatura, T (x), através dessa parede plana e espessa, se:

  • as temperaturas em ambas as superfícies são 15,0 ° C
  • a espessura desta parede é 2L = 10 mm.
  • a condutividade dos materiais é k = 2,8 W / mK (corresponde ao dióxido de urânio a 1000 ° C)
  • a taxa de calor volumétrico é q V = 10 6 W / m 3

Nesse caso, as superfícies são mantidas em determinadas temperaturas T s, 1 e T s, 2 . Isso corresponde à condição de limite de Dirichlet . Além disso, esse problema é termicamente simétrico e, portanto, também podemos usar a condição de contorno de simetria térmica . As constantes podem ser avaliadas usando a substituição na solução geral e têm a forma:

equação de condução de calor - condições de contorno

A distribuição de temperatura resultante e a temperatura da linha central (x = 0) (máxima) nesta parede plana nessas condições de contorno específicas serão:

equação de condução de calor - solução

fluxo de calor em qualquer ponto, q x [Wm -2 ], na parede pode, é claro, ser determinado usando a distribuição de temperatura e com a lei de Fourier . Observe que, com a geração de calor, o fluxo de calor não é mais independente de x, portanto:

condução de calor através da parede

Exemplo de equação de calor – Problema com solução

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Este artigo é baseado na tradução automática do artigo original em inglês. Para mais informações, consulte o artigo em inglês. Você pode nos ajudar. Se você deseja corrigir a tradução, envie-a para: translations@nuclear-power.com ou preencha o formulário de tradução on-line. Agradecemos sua ajuda, atualizaremos a tradução o mais rápido possível. Obrigado.