Analise de Perda de Calor em Tubulacao para GNL - Calculos e Alternativas de Isolamento

Considere uma tubulação para o transporte de gás natural liquefeito GNL à 111 K 162 C O problema de perda de calor para o ambiente era crítico e por isso diversos projetos para diminuir essa perda foram estudados por engenheiros egressos de diversas escolas tradicionais do país Em todos os casos foram consideradas as seguintes hipóteses a a parede interna do tubo se mantém a 111 K b Os tubos envolvidos possuem excelente condutividade térmica e portanto não representam nenhuma resistência térmica à condução Suas espessuras também são desprezíveis c O coeficiente externo de transferência de calor por convecção entre o material isolante e o ar ambiente em todos os casos foi assumido igual a 5 Wm² K d A temperatura do ar ambiente é de 300 K em todos os casos O solo e o céu se comportam como um único corpo negro à temperatura média de 290 K e O isolante térmico empregado foi sempre o mesmo cuja condutividade vale 006 Wm K Faça seus cálculos para 1 m de tubulação e além disso considere todos os tipos de transferência de calor condução convecção e radiação térmica se necessário Calcule a perda de calor em cada uma das alternativas abaixo bem como a temperatura da superfície externa do isolante térmico Em todos os casos convec o problema indicando o circuito térmico Alternativa 1 3 pts O tubo de transporte do GNL foi envolvido por isolante térmico Figura 1 o qual foi pintado externamente com uma tinta cuja emissividade vale 098 cor negra O diâmetro da tubulação de GNL é de 10 cm e a espessura do isolamento térmico é de 5 cm Alternativa 2 2 pts Alguém da equipe sugeriu que se mantivesse o mesmo projeto Figura 1 porém que se pintasse a superfície externa do tubo com uma tinta de menor emissividade por exemplo uma tinta de emissividade igual a 02 Alternativa 3 5 pts Um politécnico lembrando das suas aulas de processos de transferência de calor sugeriu que o tubo interno fosse inserido dentro de um segundo tubo e que se fizesse vácuo no espaço anular Figura 2 e que se diminuísse à metade a espessura do isolamento térmico de forma a manter o diâmetro total externo da tubulação inalterado e haver espaço para alojar o segundo tubo O tubo interior permaneceu inalterado As emissividades dos tubos são 04