EX_03_TC_Principios_Radiação_2014_2 (1)

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unilesteMGCENTRO UNIVERSITRIO DO LESTE DE MINAS GERAIS

Lista de Exerccios Propostos - 01

Fenmenos de Transporte II

Princpios de Radiao

Aluno: ________________________________

Segundo Semestre 2014_2

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1. A superfcie de uma placa de ao polido com emissividade = 0,07, de 8m de superfcie, mantida a uma temperatura de 150c. O ar, bem como o ambiente que a cerca, se encontra a uma

temperatura de 25c. Calcular a taxa de transferncia de calor trocado por radiao, entre a placa e

o ar.

Ts = 150oC

A = 8 m2

T = 25oC

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2. Um tubo que transporta vapor passa por um ambiente cuja temperatura mdia de 24c. O dimetro externo do tubo 70mm e a temperatura de sua superfcie alcana 200c. Se a

emissividade da superfcie externa do tubo = 0,8, determine a transferncia de calor por radiao do tubo para o ambiente.

TS = 200oC

D = 70mm

L

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3. Se o coeficiente de conveco natural do exerccio anterior for h = 10 W/m.K, calcular a perda de calor por conveco por metro linear de tubo.

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4. Em uma central nuclear, a gua de refrigerao passa por uma tubulao que contm, no seu interior, o tubo onde se encontra o combustvel nuclear. Se a parede do cilindro interno, que tem

uma emissividade de 0,19, se encontra a uma temperatura de 500 K, e a parede interna do cilindro

externo, que tem uma emissividade de 0,24, se encontra a uma temperatura de 350 K, qual a

transferncia de calor por radiao, por metro de comprimento de tubo? O tubo interno tm um

dimetro de 7cm, e o externo, 12cm. Desconsidere a presena da gua passando entre os tubos.

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5. Considere o tubo conforme mostra figura abaixo. O tubo revestido com uma pelcula de papel alumnio, cuja emissividade de 0,04.

Dados: Ts = 200 C = 473 K T = 24 C = 297 K

= 0,04 As = 0,22 m

TS = 200oC

D = 70mm

L

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6. Um tubo longo com 10cm de dimetro externo conduz vapor d'gua. O tubo encontra-se em uma casa de mquinas, onde a temperatura ambiente 25C. Em condies de regime estacionrio a

temperatura da parede externa do tubo de 120C. Calcule a taxa de transferncia de calor total

do tubo para o ambiente. O comprimento total de tubo que percorre a casa de mquinas de 6m.

A emissividade do tubo 0,7 e o coeficiente de transferncia de calor por conveco para essa

situao de 8,5 W/m.K.

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7. Um corpo cuja superfcie externa tem rea 0,5m, emissividade 0,8 e temperatura 150C colocado em uma cmara evacuada, muito maior que o corpo. As paredes da cmara evacuada so

mantidas a 25C.

a) Qual a taxa de emisso de radiao do corpo?

b) Qual a taxa de troca lquida de radiao entre o corpo e as paredes da cmara?

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8. Um objeto esfrico de dimetro 10mm e emissividade 0,9 mantido a 80C em um forno a vcuo, cujas paredes so mantidas a 400C. De quanto a taxa de transferncia de calor por radiao das

paredes do forno para o objeto?

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9. Um"chip" de computador quadrado, de lado igual a 5mm, isotrmico, montado em um substrato de modo que as suas superfcies laterais e traseira estejam perfeitamente isoladas, enquanto a

superfcie frontal est exposta ao ar, temperatura 15C e coeficiente de conveco de

200 W/m.C. Devido a critrios de confiabilidade, a temperatura da superfcie do chip no pode

exceder 85C.

a) calcule a taxa de transferncia de calor liberada pelo chip, considerando apenas a

conveco;

b) calcule o acrscimo percentual na taxa de transferncia de calor, levando-se em conta

tambm a taxa de transferncia de calor liberada pelo chip por radiao. Considere que todo o

meio circundante esteja a 15C. A superfcie do chip tem emissividade 0,9.

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10. A janela de vidro de um forno tem sua superfcie externa temperatura de 200C. A janela est exposta a um ambiente 27C com um coeficiente de transferncia de calor por conveco de 50

W/m.C em relao janela. A emissividade da parede do vidro igual a 0,08. Calcule o fluxo

total de calor para o ambiente.

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11. A superfcie externa de um satlite que orbita a Terra recebe um fluxo de radiao solar de 1400 W/m. Esta superfcie tem uma emissividade de 0,1. Calcular a temperatura da superfcie externa

do satlite, sabendo que a temperatura radiante do meio (vcuo interplanetrio) de 5 K. Na

regio interplanetria no existe nenhuma transferncia de calor por conveco.

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12. Um ambiente tem uma das paredes encostada a um forno de padaria. A temperatura da parede

chega a 90 C. Calcule o calor total (conveco e radiao) transferido para a sala, por metro quadrado de parede, se a temperatura do ar na sala de 28C em mdia. Considere que a parede

de tijolos refratrios com emissividade 0,45 e coeficiente de conveco entre a parede e o ar 15

w/m2c.

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13. Um telhado de zinco do galpo de uma fbrica chega a uma temperatura de 120C nas tardes de vero. Considerando que o telhado tem uma rea total de 4000m, calcule a quantidade total de

calor transferido por radiao, do telhado para o recinto interno, se este se encontra a uma

temperatura de 35C. Considere emissividade da telha de zinco igual 0,25.

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14. Em uma churrascaria, a parede da churrasqueira, feita de tijolo vermelho comum, emissividade 0,95, de 20m de rea, atinge uma temperatura de 90C quando a churrasqueira usada. Deseja-se

fazer um novo ambiente na churrascaria, colado a esta parede. Se a temperatura desejada para o

ambiente de 24C, de quanto ser a taxa de transferncia de calor por radiao da parede para o

ambiente?

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15. Numa usina nuclear, em um tubo, de 15mm de dimetro externo, montado pastilhas de combustvel nuclear. O tubo ento fixado no interior de outro tubo de 40mm de dimetro

interno. Ambos os tubos so de ao inoxidvel, porm o tubo interno revestido na sua face

externa com uma camada de tinta negra. Em regime permanente a temperatura da superfcie

externa do tubo interno que contm o combustvel nuclear mantida a 250 C e a temperatura da

superfcie interna do tubo externo mantida a 80 C. A superfcie do tubo externo tem um polimento comum e apresenta emissividade igual a 0,20. Determinar a transferncia de calor por

radiao em 10m de tubo.

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