8/18/2019 2a Lista de Exercícios TCalor

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TRANSMISSÃO DE CALOR2ª Lista deexercícios

Profa. Dra. Simoni M. Gheno 1

Questões

1. Um instrumento utilizado para estudar a diminuição da camada de ozônio próxima aos pólos é colocado em uma grande placa

de duralumínio com 2cm de espessura. Para simplificar essa

análise o instrumento pode ser imaginado como uma placa de

aço inoxidáel de 1 cm de altura com uma !ase "uadrada de

#1$x1$%cm #&igura%. ' rugosidade da interface e doduralumínio está entre 2$ e ($ rms #µm%. )uatro parafusos

dispostos nos cantos fornecem a fixação exercendo uma

pressão média de 1$$$psi. * topo e as laterais do instrumento

estão isoladas termicamente. Um circuito integrado colocado

entre o isolamento e a superfície superior da placa de aço

inoxidáel gera o calor. +e esse calor for transferido para a

superfície inferior do duralumínio, com temperatura estimada

em $ o-, determine a taxa de dissipação máxima permitida a

partir dos circuitos para "ue sua temperatura não exceda a $ 

o-.

/ados0 ss  134m, 'l  1534m, 6contato $,$743

Resposta: 7893

2. -alcule a perda de calor a partir de uma parede de um forno por unidade de área. ' parede é construída com uma camada

interna de aço com $,7cm de espessura #:$34m% e uma parede externa de ti;olos de zircônio de 1$cm #:2,734m% #&igura%.

' temperatura da superfície interna é 9$$ e da superfície externa 5$. /etermine a temperatura na interface.

Resposta: 

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(. =o pro;eto de um trocador de calor para aplicaç>es

aeronáuticas #&igura% a temperatura máxima da parede no estado

estacionário não dee exceder a es a seguir,

determine a resist?ncia térmica da parede metálica "ue separa o

gás a"uecido do gás frio.

/ados0@gás a"uecido 1($$, Agás a"uecido2$$34m2, @fluido frio ($$, Afluido

frio$$34m2

Resposta: 62$,$$27m243

-ircuito @érmico0

. Uma pastilAa de silício com dimens>es #8x8%mm e $,7mm de espessura esta montada em um su!strato plástico #&igura%. '

superfície superior da pastilAa e resfriada por meio de um li"uido sintético fluindo so!re ela. -ircuitos eletrônicos na parte inferior

da pastilAa geram calor a uma taxa de 7B, "ue dee ser transferido atraés da pastilAa. -alcule a diferença de temperatura das

superfícies frontal e posterior da pastilAa. /ado0 :silicio17$34m

7. -ompare a perda de calor de uma tu!ulação de co!re isolada e não isolada. ' tu!ulação #: u!ulação$$34m% tem diCmetro

interno de 1$cm e externo de 12cm. Dapor saturado flui atraés dela a 11$ o-. ' tu!ulação esta localizada em um espaço a ($o-.

* coeficiente de película na superfície externa e 1734m2. * isolamento disponíel para reduzir as perdas de calor tem espessura

de 7cm e sua condutiidade térmica e $,234m.

5. * recipiente esférico metálico da &igura com paredes finas e utilizado para armazenar nitrog?nio li"uido a 88. * recipiente

tem diCmetro de $,7m e Ee reco!erto por um sistema de isolamento a ácuo, composto de po de silcia #$,$$1834m%. *

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isolamento tem 27 mm de espessura e sua superfície externa esta exposta ao ar am!iente a ($$. * calor latente de aporização

do nitrog?nio li"uido #Aao2x1$7F4:g%. +e o coeficiente de conecção Ee 2$34m2 so!re a superfície externa, determine a taxa

Aoraria de perda de nitrog?nio por eaporação.

-onsidere0 = . ℎ 

Resposta: m$,89:g4A

8. Uma tu!ulação de aço padrão #:27G@U4A fto

&% de in #dinterno,$25in, dexterno,7in% transporta apor supera"uecido a 12$$o

&em um espaço fecAado no "ual existe risco de inc?ndio, limitando a temperatura da superfície externa a 1$$ o&. Para minimizar o

custo do isolamento, dois materiais são utilizados0 primeiro um isolante de alta temperatura #:$,$5G@U4A ft o&%, relatiamente

caro, será aplicado so!re a tu!ulaçãoH a seguir, será aplicado oxido de magnésia #:$,$7G@U4A ft o&%, material mais !arato, na

parte externa. ' temperatura máxima do oxido de magnésia dee ser 5$$o&.

/ados0 Aapor1$$G@U4A ft2 o&, Aexterno2G@U4A ft2 o&, @am!8$o&

#a%  Ispecifi"ue a espessura para cada material de isolamento

#!%  -alcule o coeficiente total de transfer?ncia de calor com !ase no diCmetro externo da tu!ulação

#c%  /etermine o fluxo total de calor

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diCmetro interno e 5$ metros de comprimento. * coeficiente com!inado #radiação e conecção% de transfer?ncia de calor na

parte interna ale aproximadamente 134#m2%, en"uanto na parte externa o alor aria entre 534#m2% e