Uma tubulação de aço inox 304 (K = 19 W/m.°C) com diâmetro externo 101,60 mm e espessura de parede de 1,50 mm receberá um isolante térmico (K = 0,2 W/m.°C). Será necessário estimar a espessura (cm) de isolante térmico, considerando que a perda de calor por comprimento de tubo é 221,4 W/m, e que as temperaturas da parede interna do tubo e da superfície externa do isolante permaneçam, respectivamente, 100° C e 20° C. Assinale a alternativa que mais se aproxima da espessura (cm) estimada do isolante térmico.
- A)0,50
Errada, porque 0,50 cm é espessura muito pequena para reduzir o fluxo informado com essa diferença de temperatura.
- B)1,00
Errada, pois 1,00 cm ainda não gera resistência térmica suficiente para chegar à perda de calor dada.
- C)1,80
Errada, porque 1,80 cm fica abaixo do valor necessário quando você aplica a condução radial no cilindro.
- D)2,60
Errada, pois 2,60 cm se aproxima, mas ainda não alcança a espessura estimada para atender às condições do problema.
- E)3,00
Certa, porque a aplicação da resistência térmica cilíndrica leva a uma espessura de isolante de aproximadamente 2,9 cm, que mais se aproxima de 3,00 cm.
Gabarito: E
Quando o calor atravessa uma tubulação cilíndrica, você não usa a fórmula de parede plana sem pensar, porque aqui a área muda ao longo da espessura. O certo é tratar como condução radial em cilindro, somando as resistências térmicas do aço inox e do isolante. Em resumo: a queda de temperatura de 100 °C para 20 °C, junto com a perda de calor por metro, permite descobrir a espessura do revestimento pela lei de Fourier para cilindros.