CEFETPRDAMEC EF2_LE3_127/6/2005 Prof. RaulLACIT 1ENERGIA E FLUIDOS 2 LISTA DE EXERCCIOS 3_1 Parede plana composta Conduo de calor uni-dimensional em regime permanete. 1Aparedecompostadeumfornoconstitudapor trsmateriais,doisdosquaiscomacondutividade trmica conhecida, kA= 20 W/mK e KC=50 W/mK, e com aespessuraconhecida,LA=0,30meLC=0,15m.O terceiromaterial,B,queestentreascamadasdos materiais A e C, tem a espessura conhecida, LB = 0,15 m, mas a condutividade trmica kB desconhecida. Em condiesdeoperaoemregimepermanente,as medies de temperatura na face externa revelam que TS,0=200Ceque,nafaceinterna,TS,i=6000C.A temperaturadoarnofornoT=8000C.Ocoeficiente detransfernciaconvectivadecalorh25W/m2K. QualovalordekBedocoeficienteglobalde transfernciadecalor?Sol.:kB=1,53W/mK;U=W/m2oC; 2Umacasatemumaparedecompostademadeira, isolamentodefibradevidroepaineldegesso, conformeafigura.Numdiafriodeinverno,o coeficientedetransfernciaconvectivadecalorh0= 60W/m2Knoexteriorehi=30W/m2Knointerior.A rea superficial total da parede 350 m2. Determine: a)umaexpressosimblicaparaaresistncia trmicatotaldaparede,incluindoosefeitos convectivosnointeriorenoexterior,nas condies mencionadas na figura. b)o coeficiente global de transferncia de calor? c)a perda trmica total atravs da parede; d)o aumento percentual da perda trmica num dia emquehouverforteventania,comaelevao de h0 para 300 W/m2K Dados:kb=0,038W/mK;ks=0,12W/mK;kp=0,17 W/mK. Sol.: b) U = W/m2oC; c) 4,21 kW; d) 0,5%; 4Numcertoprocessodefabricao,umapelcula transparenteaplicadaaumsubstrato,conforme est na figura seguinte. Parafazera cura da ligao, na temperatura T0, usa-se uma fonte de radiao, que proporcionaumfluxotrmicoq0 (W/m2),totalmente absorvido na superfcie da ligao. O substrato tem a faceposteriormantidaaT1eafacelivredapelcula exposta ao ar, na temperatura T00, com um coeficiente de transferncia convectiva de calor h. CEFETPRDAMEC EF2_LE3_127/6/2005 Prof. RaulLACIT 2a)Mostrarocircuitotrmicoquerepresentaa transfernciadecaloremregimepermanente.Tera certezadenomeartodososelementos,osnseas taxas de calor. Deixar o circuito em forma simblica; b)Admitirasseguintescondies:T00=200C,h=50 W/m2KeT1=300C.Calcularofluxodecalor necessrioq0 paramanterasuperfciedaligaoa T0= 600C. Sol.: a) 2833.33 W/m2. Resistncia de contato 5Umchipdesilcioestencapsuladodemodo que,emregimepermanente,todaapotncia dissipadasetransfereporconvecoparauma correntedefluidonaqualh=1000W/m2Ke T=20oC.Ochipestseparadodofluidoporuma cobertura de alumnio, com 2 mm de espessura, e a resistnciatrmicadecontatonainterfacechip-alumnio 0,5 x 10-4 m2K/W. Sabendo-sequeareasuperficialdochip 1000mm2eatemperaturamximaadmissvel 850C.Qualadissipaodepotnciamxima permissvel no chip? Sol.: 5,7 W