O que é exemplo: Fluxo de calor através da janela – Definição

Exemplo – Fluxo de calor através de uma janela

Perda de calor através das janelas

Uma das principais fontes de perda de calor de uma casa é através das janelas. Calcule a taxa de fluxo de calor através de uma janela de vidro com 1,5 mx  1,0 m de área e 3,0 mm de espessura, se as temperaturas nas superfícies interna e externa forem de 14,0 ° C e 13,0 ° C, respectivamente. Calcule o fluxo de calor através desta janela.

Solução:

Neste ponto, conhecemos as temperaturas nas superfícies do material. Essas temperaturas são dadas também pelas condições dentro e fora da casa. Nesse caso, o calor flui por condução através do vidro, da temperatura interna mais alta para a temperatura externa mais baixa. Usamos a equação de condução de calor:

Assumimos que a condutividade térmica de um vidro comum é k = 0,96 W / mK

O fluxo de calor será então:

q = 0,96 [W / mK] x 1 [K] / 3,0 x 10 ^-3  [m] = 320 W / m ²

A perda total de calor através desta janela será:

q _perda  = q. A = 320 x 1,5 x 1,0 = 480W

Densidade do fluxo de calor – Fluxo térmico

A taxa de transferência de calor por unidade de área normal à direção da transferência de calor é chamada fluxo de calor . Às vezes, também é chamado de densidade do fluxo de calor . No SI, suas unidades são watts por metro quadrado (Wm ⁻² ). Tem uma direção e uma magnitude e, portanto, é uma quantidade vetorial. O fluxo médio de calor é expresso como:

onde A é a área de transferência de calor. A unidade de fluxo de calor em unidades inglesas é Btu / h · ft ² . Observe que o fluxo de calor pode variar com o tempo e com a posição na superfície.

Nos reatores nucleares , as limitações do fluxo de calor local são da maior importância para a segurança do reator. Como o combustível nuclear consiste em barras de combustível, o fluxo de calor é definido em unidades de W / cm (fluxo de calor linear local) ou kW / haste (potência por barra de combustível).