ATPS - Fenomenos de Transporte II

8/13/2019 ATPS - Fenomenos de Transporte II

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ATIVIDADES PRTICASSUPERVISIONADAS

Engenharia de Controle e AutomaoFenmenos de Transporte I

ATPSExerccios resolvidos

Prof Tnia Mara Amorim4 A noturno

DESAFIO II

Jonatan Wemerson Andre

Julio Cesar Moreira

Alexandre de Barros

Clio Cristiano Paiva

R.A 0916396263

R.A 0901394271

R.A 0901347760

R.A 0901364056


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Engenharia de Controle e Automao / Mecatrnica - Fenmenos de Transporte I

DESAFIO II

Temperatura chega a -41C na Noruega

O termmetro desceu aos 22 graus negativos no norte do pas, mais concretamente, na Esccia. As

baixas temperaturas sentidas na Esccia obrigaram o corte do fornecimento de gs a algumas

empresas para racionar o combustvel. O mau tempo tambm chegou Frana, onde as

autoridades colocaram 31 departamentos em alerta laranja, devido neve e ao gelo. Na Espanha, o

Norte e Leste do pas emitiram avisos por causa da neve e da chuva. Na Alemanha, prevem-se

tempestades de neve para o fim-de-semana e, na Noruega, habituada aos Invernos rigorosos, foi

registrada a temperatura mais baixa dos ltimos 22 anos: 41C negativos. Noutros pases, a

ausncia de neve no impede a existncia de temperaturas consideradas glaciares, como o caso

da Polnia, onde 120 sem-abrigo morreram na ltima semana devido ao frio.

Texto adaptado - http://wwwdeolhonotempo.blogspot.com

O objetivo do desafio ser distinguir e identificar os vrios mecanismos de transferncia de calor

predominante no sistema estudado alm de identificar e aplicar de modo adequado as equaes de

transferncia de calor.

A madeira um timo material de construo quanto aos

aspectos de conforto, plasticidade no projeto, rapidez d

montagem e durabilidade. Atualmente as construes

residenciais em madeira representam 10% das

construes na Frana, 20% na Alemanha e 60% na

Finlndia.

Maria Alice Amado Gouveia Venturini2


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Jos, filho do Sr. Joo percebeu que o ambiente ficou mais agradvel e perguntou para o pai se

ele saberia explicar os processos de transferncia de calor que estavam ocorrendo

durante o tempo que a lareira estava acesa. Quais os rocessos ue o Sr. Joo ex licou?

Jos tambm notou que quando foi abrir a porta para entrar na cozinha a maanetametal estava muito fria quandocomparada com a estrutura da porta de

madeira. Qual foi a ex licao ue o Sr.

ETAPA 1

Aula-tema: Calor: definio, formas de calor e formas de transfernciasSr Joo e a famlia receberam de presente passagens reas para Frankfurt, Alemanha. A famlia

se hospedou em uma casa de madeira localizada em uma linda regio de montanha. Quandochegaram a Frankfurt, no final do outono e incio do inverno, a temperatura local estava emtorno de 6C. Como a casa dispunha de uma lareira, e como a temperatura interna da casaregistrada no termmetro era de 12 C, seu Joo teve a idia de acender a lareira da sala a fim deaumentar o conforto do ambiente.


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ETAPA 2

Aula-tema: Lei de Fourier para escoamento unidirecional e regime permanenteAnoiteceu e cansados da viagem a famlia foi dormir. Joo pegou um cobertor que possui uma

rea de 1 m2e 3,0 cm de espessura. Sabendo que a temperatura ambiente do dormitrio de8C e que a temperatura do Joo depois de envolvido no cobertor permaneceu 35,5C, deseja-sesaber a quantidade de calor perdido por Joo atravs do cobertor, durante um intervalo de 1hora e, qual papel o cobertor desempenha. Considere o coeficiente de condutividade de 8.10-5cal/s.cm C.

O cobertor desenmpenha o papel de um " isolante termico "


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ETAPA 3

Aula-tema:Lei de Fourier para escoamento unidirecional e regime permanente

Muito observador Jos percebeu que embora os dormitrios tivessem as mesmas dimenses

apresentavam sensao trmica diferentes. A temperatura no dormitrio dele era de 8C,enquanto a de seus pais era 10C. Ento, comeou a observar melhor e descobriu que a janela deseu dormitrio tinha um nico vidro de 8 mm de espessura e a janela do dormitrio de seus pais

era composta de vidro duplo de 8 mm separados por uma camada de ar de 10 mm. Pede-se quecalcule a taxa de perda de calor que ocorre atravs do vidro do quarto de Jos sabendo que a

janela quadrada e tem 1,5 m e que a temperatura externa estava 2C. Considere acondutividade trmica do vidro de kv = 1,4 W/(m.K).

Como o Sr. Joo poderia explicar a reduo da perda de calor atravs da janela? Considere acondutividade trmica do ar de kar = 0,024 W/(m.K).

q(x) = 3937,5 W

q(x) = 63,07 W

*** A diferena na taxa de transferencia de calor da janela de Jos ( 3937,5 We bem maior do que as janelas de Joo (63,07 W ) que so bem mais resistenteao frio


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ETAPA 4

Aula-tema:Efeito combinado conduo-conveco em superfcies planasSr. Joo comentou que em pases onde h risco de nevascas e terremotos a grande maioria dasresidncias construda por um mtodo que utiliza painis de madeira tanto nas paredes

externas quando nas internas.

E completou dizendo: as paredes da casa emque estamos hospedados composta por trscamadas, a interna de madeira de Pinho deespessura igual a 3,0 cm e kmad = 0,12 W/mK,3,0 cm de placa de poliuretano e kesp = 0,020

W/mK e uma outra camada de madeira dePinho de 5 cm de espessura. A temperaturaambiente de 20C e a externa de -2C. Nesta

condio qual ser a quantidade perdida decalor atravs da superfcie, adotando como basea rea de 1 m2. Pede-se que elabore o diagramaesquemtico em corte do painel da residncia.

q(x) = 2,694 W Te -2 CTi 20 C

L = 3 cm

K = 0,020 W / m.k

Pinho

L = 5 cm

K = 0,012 W/m.k

Pinho

L = 3 cm

K = 0,012 W/m.k

(externo)

(interno)

Diagrama

Poliuretano


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Fenmenos de Transporte IEngenharia de Controle e Automao / Mecatrnica -


ETAPA 4

Aula-tema:Efeito combinado conduo-conveco em superfcies planas

Sr. Joo comentou que atualmente os construtores esto adotando tcnicas

construtivas pensando em solues sustentveis, com o intuito de reduzir o tempode funcionamento de sistema de aquecimento e ou resfriamento, uma vez que oferecem umexcelente isolamento tanto no frio como no calor. So painis compostos por trs camadas,placas de OSB de 3,0 cm, l de vidro, e placa de OSB de 3,0 cm de espessura. E para terminar a

explicao Sr. Joo perguntou: Se fosse construda uma residncia igual a que estamos

hospedados, sujeita as mesmas temperaturas, pelo mtodo construtivo, qual seria a espessura

da l de vidro para manter a mesma quantidade de calor perdido? Considere a condutividade

trmica da placa de OSB, kOSB = 0,094 W/mK e da placa de l de vidro, kl = 0,035 W/mK.

Elabore o diagrama esquemtico em corte do painel da residncia.

Ti 293 k Te 271 k

L = 23,09 cm

K = 0,035 W / m.k

OSB

L = 3 cm

K = 0,094 W/m.k

OSB

L = 3 cm

K = 0,094 W/m.k

(externo)

(interno)

Diagrama

L DE VIDRO

ou

L = 23,09 cm

L = 0,2309 m

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