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O transporte de calor através de um sistema composto por múltiplos meios pode ser estimado analisando como o calor é conduzido em cada meio e transferido em cada interface. O cálculo é realizado utilizando os parâmetros específicos de cada meio e interface, bem como as temperaturas em ambas as extremidades do sistema, fornecendo assim as temperaturas em cada interface.

>Modelo

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Definição

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Imagem

O sistema básico inclui uma transferência gerada por la diferença de temperatura ($\Delta T$), que consiste de la diferença de temperatura na interface interna ($\Delta T_i$), la diferença de temperatura no condutor ($\Delta T_0$) e la diferença de temperatura na interface externa ($\Delta T_e$). Portanto:



Com la taxa de fluxo de calor ($q$) sendo responsável pela transferência entre o interior e o condutor, utilizando o coeficiente de transmissão interna ($\alpha_i$):



A condução envolve la condutividade térmica ($\lambda$) e o comprimento do conductor ($L$):



E a transferência do condutor para o exterior, com o coeficiente de transmissão externa ($\alpha_e$), é representada por:



Tudo isso é representado graficamente por:

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Nota

La taxa de fluxo de calor ($q$) é calculado a partir de o coeficiente de transporte total (médio múltiplo, duas interfaces) ($k$) e la diferença de temperatura ($\Delta T$) usando a seguinte equação:



onde o coeficiente de transporte total (médio múltiplo, duas interfaces) ($k$) é derivado de o coeficiente de transmissão externa ($\alpha_e$), o coeficiente de transmissão interna ($\alpha_i$), la condutividade térmica ($\lambda$) e o comprimento do conductor ($L$) através desta equação:



Isso é representado na imagem abaixo:

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Citar

Normalmente, a variação de temperatura dentro de um condutor segue um padrão linear. No entanto, no caso de meios gasosos e/ou líquidos em contato com o condutor, ocorre uma variação gradual da temperatura do centro do meio até a superfície, como representado na seguinte imagem:

la temperatura da superfície externa ($T_{es}$) é uma função de la temperatura exterior ($T_e$), o coeficiente de transporte total ($k$), o coeficiente de transmissão externa ($\alpha_e$) e la diferença de temperatura ($\Delta T$):



la temperatura da superfície interna ($T_{is}$) é uma função de la temperatura interna ($T_i$) e o coeficiente de transmissão interna ($\alpha_i$):



e la diferença de temperatura ($\Delta T$):

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Exercício

Quando o material inclui múltiplos condutores conectados em série, o coeficiente de transporte total (médio múltiplo, duas interfaces) ($k$) é calculado a partir de o coeficiente de transmissão externa ($\alpha_e$), o coeficiente de transmissão interna ($\alpha_i$), la elemento de condutividade térmica i ($\lambda_i$) e o comprimento do elemento i ($L_i$) utilizando a equação:



Esse processo é ilustrado no diagrama a seguir:

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Equação

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