Calculadora de Perdas de Calor em Tubos Isolados
Calor perdido por um tubo quente com e sem isolamento, a poupança, a energia desperdiçada por dia e o raio crítico de isolamento, com o corte desenhado à escala.
Resultados
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O que faz esta ferramenta
O calor sai de um tubo isolado através de duas resistências em série: o isolamento, que cresce com o logaritmo da razão entre os raios exterior e interior, e a superfície exterior, que diminui à medida que a superfície aumenta. Em tubos e fios finos isto dá uma surpresa — até ao raio crítico λ/h, uma camada fina pode perder mais calor do que o tubo nu, porque acrescenta superfície mais depressa do que resistência. Com a espuma habitual nos tubos de aquecimento, o raio crítico é de poucos milímetros e o segundo efeito ganha depressa; o gráfico mostra a perda à medida que a espessura aumenta. A parede do tubo é ignorada, o que não pesa nos tubos metálicos.
Fórmula
q′ = ΔT ÷ [ln(r₂ ÷ r₁) ÷ (2πλ) + 1 ÷ (2π r₂ h)] · r_crit = λ ÷ h
Variáveis
| Símbolo | Significado | Unidade |
|---|---|---|
dp | Diâmetro exterior do tubo | mm |
ti | Espessura do isolamento | mm |
k | Condutibilidade térmica do isolamento λ | W/(m·K) |
tp | Temperatura do tubo | °C |
ta | Temperatura ambiente | °C |
h | Coeficiente exterior (ar parado ≈ 10) | W/(m²·K) |
l | Comprimento de tubo | m |
QT | Perda de calor, com isolamento | W |
QL | Perda de calor por metro | W/m |
QB | Perda de calor, tubo nu | W |
SV | Poupança dada pelo isolamento | % |
ED | Energia perdida por dia | kWh |
RC | Raio crítico de isolamento | mm |
Exemplo resolvido
- Diâmetro exterior do tubo22 mm
- Espessura do isolamento20 mm
- Condutibilidade térmica do isolamento λ0,035 W/(m·K)
- Temperatura do tubo60 °C
- Temperatura ambiente20 °C
- Coeficiente exterior (ar parado ≈ 10)10 W/(m²·K)
- Comprimento de tubo10 m
- Perda de calor, com isolamento76,6 W
- Perda de calor por metro7,66 W/m
- Perda de calor, tubo nu276,5 W
- Poupança dada pelo isolamento72,3 %
- Energia perdida por dia1,84 kWh
- Raio crítico de isolamento3,50 mm
Limitações
- A fórmula assume condições ideais: sem perdas por atrito, sem resistência do ar e sem perdas de rendimento, a não ser que as introduza.
- O resultado é uma estimativa baseada apenas nos valores que introduziu. Situações reais incluem muitas vezes fatores que esta calculadora desconhece.