otimização - slides da aulamasimoes.pro.br/fisica/transcal/tema_5/otimização - slides da... ·...
TRANSCRIPT
![Page 1: Otimização - slides da aulamasimoes.pro.br/fisica/transcal/Tema_5/Otimização - slides da... · Conceitos •Emgeral, quantomaisespessoo isolamento: •Menora transferênciade](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022051803/5c6fd90c09d3f2461d8c1d13/html5/thumbnails/1.jpg)
Isolamento: otimizaçãoProf. Simões
![Page 2: Otimização - slides da aulamasimoes.pro.br/fisica/transcal/Tema_5/Otimização - slides da... · Conceitos •Emgeral, quantomaisespessoo isolamento: •Menora transferênciade](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022051803/5c6fd90c09d3f2461d8c1d13/html5/thumbnails/2.jpg)
Objetivo• Levar em conta o aspecto custo x benefício ao dimensionar
a espessura de um isolamento
![Page 3: Otimização - slides da aulamasimoes.pro.br/fisica/transcal/Tema_5/Otimização - slides da... · Conceitos •Emgeral, quantomaisespessoo isolamento: •Menora transferênciade](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022051803/5c6fd90c09d3f2461d8c1d13/html5/thumbnails/3.jpg)
Conceitos• Em geral, quanto mais espesso o isolamento:
• Menor a transferência de calor• Menor custo energético• Maior custo com matéria prima e mão de obra
• A otimização visa encontrar a espessura ideal• Pode ser determinada:
• Pela temperatura externa do revestimento, para fins de segurançaou evitar condensação, por exemplo.• Nesse caso, os cálculos são os já realizados
• Por razões econômicas
• Caso a escolha dependa do fator econômico, segue um exemplo ilustrativo
![Page 4: Otimização - slides da aulamasimoes.pro.br/fisica/transcal/Tema_5/Otimização - slides da... · Conceitos •Emgeral, quantomaisespessoo isolamento: •Menora transferênciade](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022051803/5c6fd90c09d3f2461d8c1d13/html5/thumbnails/4.jpg)
Exemplo (ilustrativo)• Uma parede de tijolos será revestida com um isolante térmico nas
condições abaixo. Determinar a espessura ótima do isolamento !"#$ porm2, considerando o aspecto econômico, no período de um ano.
%"&' = 60°,
%-.' = 20°,
ℎ"&' = 25 2345
ℎ-.' = 12 2345
!'"7 = 0,25 3
9'"7 = 0,5 235
: = 4800 ℎ=:>
9"#$ = 0,038 239
92ℎ @ABC> = D$ 0,60
![Page 5: Otimização - slides da aulamasimoes.pro.br/fisica/transcal/Tema_5/Otimização - slides da... · Conceitos •Emgeral, quantomaisespessoo isolamento: •Menora transferênciade](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022051803/5c6fd90c09d3f2461d8c1d13/html5/thumbnails/5.jpg)
Exemplo (ilustrativo)• O fluxo de calor perdido (W) por m2 pode ser calculado por:
• E o calor perdido anualmente por m2 (W/ano), sendo n o número de horas de funcionamento por ano:
! = # $ Δ&
Onde
# = '()*+'+),-) ./(01/ 2) -31,45+44ã(
# =189=
18: + 8< + 8=
=1
1ℎ:+?9@A#9@A
+ ?@BC#@BC
+ 1ℎ<
D = # $ ∆& $ , =Δ&89$ , =
Δ&1ℎ:+?9@A#9@A
+ ?@BC#@BC+ 1ℎ<
$ ,
Lembrando que:
8FCGH =?
# $ I
8FCGJ =1
ℎ $ I
![Page 6: Otimização - slides da aulamasimoes.pro.br/fisica/transcal/Tema_5/Otimização - slides da... · Conceitos •Emgeral, quantomaisespessoo isolamento: •Menora transferênciade](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022051803/5c6fd90c09d3f2461d8c1d13/html5/thumbnails/6.jpg)
Exemplo (ilustrativo)• Em seguida, é conveniente elaborar uma planilha que
pondere os custos para as várias opções de isolamento:
2 3 4 5 61
1 Consultar fabricante ou fornecedor 4 !"#$% = ' ∙ )"#$% *%+ ,-
2, = 1
1ℎ1 +
1$23,$23 +
12#%,2#% +
1ℎ2 5 Consultar fabricante ou fornecedor
3 ' = , ∙ ∆6 ∙ 7 ∙ 10−3 [,-ℎ] 6!"#$% $%$=>= )%>"7= 3 + )%>"7= 4
![Page 7: Otimização - slides da aulamasimoes.pro.br/fisica/transcal/Tema_5/Otimização - slides da... · Conceitos •Emgeral, quantomaisespessoo isolamento: •Menora transferênciade](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022051803/5c6fd90c09d3f2461d8c1d13/html5/thumbnails/7.jpg)
Exemplo (ilustrativo)• Nesse exemplo teremos os seguintes valores:
![Page 8: Otimização - slides da aulamasimoes.pro.br/fisica/transcal/Tema_5/Otimização - slides da... · Conceitos •Emgeral, quantomaisespessoo isolamento: •Menora transferênciade](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022051803/5c6fd90c09d3f2461d8c1d13/html5/thumbnails/8.jpg)
Exemplo (ilustrativo)• Plotando os custos de isolamento, perda energética e custo
total, é possível identificar a espessura ideal, que é a que representa o menor custo total, neste caso, 30 mm.
Custo total
Custo do isolante
Custo do calor perdido
![Page 9: Otimização - slides da aulamasimoes.pro.br/fisica/transcal/Tema_5/Otimização - slides da... · Conceitos •Emgeral, quantomaisespessoo isolamento: •Menora transferênciade](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022051803/5c6fd90c09d3f2461d8c1d13/html5/thumbnails/9.jpg)
Exercício• Um forno de tijolos será revestido com um isolante térmico nas
condições abaixo. Determinar a espessura ótima do isolamento !"#$ porm2, considerando o aspecto econômico, no período de um ano.
%"&' = 120°-
%./' = 20°-
ℎ"&' = 252
345
ℎ./' = 152
345
!'"6 = 0,25 3
8'"6 = 0,52
35
9 = 4800ℎ
<9=
8"#$ = 0,0402
38
82ℎ >?@A= = B$ 0,50
Suponha que o custo por m2 desse isolanteseja dado por: D$
EF= ! 3 G 800 − 3,4
Resposta: 85 mm Obs.: Fazer uma planilha Excel