Flashcard FC284101
Como deve ser a razão entre espessura e condutividade térmica (L/κ) de um material para minimizar perdas de calor por condução?
Termologia
IDECAN · 2019
Como deve ser a razão entre espessura e condutividade térmica (L/κ) de um material para minimizar perdas de calor por condução?
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Resposta
Bastante elevada.Na condução térmica, a potência transferida é \(P=\dfrac{\kappa A\,\Delta\theta}{L}\).
Portanto, aumentando \(L\) ou diminuindo \(\kappa\) aumenta a razão \(L/\kappa\) e reduz \(P\).
Isso equivale a aumentar a resistência térmica do elemento, \(R_t=\dfrac{L}{\kappa A}\), que limita o fluxo de calor.
Exemplo:
Considere uma tubulação com área lateral \(A=0{,}1\ \text{m}^2\) e diferença de temperatura \(\Delta\theta=60\ ^\circ\text{C}\).
Isolante (espessura \(L=0{,}02\ \text{m}\), \(\kappa=0{,}04\ \text{W/mK}\)):
\(R_t=\dfrac{0{,}02}{0{,}04\cdot0{,}1}=5\ \text{K/W}\) → \(P=\dfrac{\Delta\theta}{R_t}=\dfrac{60}{5}=12\ \text{W}\).
Material metálico fino (espessura \(L=0{,}002\ \text{m}\), \(\kappa=200\ \text{W/mK}\)):
\(R_t=\dfrac{0{,}002}{200\cdot0{,}1}=0{,}0001\ \text{K/W}\) → \(P=\dfrac{60}{0{,}0001}=600000\ \text{W}\).
Assim, um material com \(L/\kappa\) muito maior reduz drasticamente a perda de calor por condução.
Veja como foi cobrado:
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