Questões de Concurso Público ELETROBRAS-ELETRONUCLEAR 2022 para Engenheiro Nuclear

Uma esfera tem raio R, massa específica ρ, calor específico c _p e condutividade térmica k. A temperatura média inicial da esfera é T₀ . No instante t = 0, a esfera é imersa em um fluido refrigerante, com temperatura constante T_a . O coeficiente de transferência de calor convectiva entre a esfera e o fluido é h.
Para número de Biot (h R/k) pequeno, a evolução temporal da temperatura média da esfera é dada por T(t)=T_a +(T₀ -T_a )e^-t/τ , onde a constante de tempo τ é dada por

Considere a condução de calor estacionária e unidimensional em uma esfera combustível com raio R_fo, condutividade térmica constante k_f e taxa volumétrica de geração e calor q''' uniforme.
Com a temperatura na superfície da esfera T_fo conhecida, a distribuição de temperatura na esfera é dada por