Exercícios de Transferência de Calor

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Transferência de Calor – Conceitos Fundamentais 
 
EXERCÍCIOS EM SALA 
 
1. (1.15) Um aquecedor elétrico encontra-se no interior de um cilindro longo 
de diâmetro 30mm. Quando água, a uma temperatura de 25oC e velocidade de 
1m/s, escoa perpendicularmente ao cilindro, a potência por unidade de 
comprimento necessária para manter a superfície do cilindro a uma 
temperatura uniforme de 90oC é de 28 kW/m. Quando ar, também a 25oC mas 
a uma velocidade de 10m/s está escoando, a potência necessária para manter a 
mesma temperatura superficial é de 400 W/m. Calcule e compare os 
coeficientes de transferência de calor por convecção para os escoamentos da 
água e do ar (água, h=4570 W/m2K; ar, h=65 W/m2K) 
 
 2.(1.22) O coeficiente de transferência de calor por convecção natural sobre 
uma chapa fina vertical aquecida, suspensa no ar em repouso, pode ser 
determinado através de observações da mudança na temperatura da chapa em 
função do tempo, enquanto ela se resfria. Supondo que a chapa seja isotérmica 
e que a troca por radiação com a vizinhança seja desprezível, determine o 
coeficiente de convecção da chapa para o ar no instante em que a temperatura 
da chapa é de 225oC e a sua taxa de variação com o tempo é de -0,022 K/s. A 
temperatura do ar ambiente é de 25oC, a chapa mede 0,3 X 0,3 m, possui 
massa de 3,75kg e um calor específico de 2770 J/kgK (h=6,4 W/m2K) 
 
3. (1.35) Uma placa de alumínio de 4 mm de espessura é montada em posição 
horizontal, e sua superfície inferior é bem isolada. Um fino revestimento 
especial é aplicado na superfície superior, de tal forma que ela absorve 80% de 
qualquer radiação solar incidente, com emissividade de 0,25. A densidade e o 
calor específico do alumínio são 2700 kg/m3 e 900 J/kgK, respectivamente 
a) Considere condições nas quais a placa se encontra a 25oC e sua 
superfície superior é repentinamente exposta ao ar ambiente (h = 20 
W/m2K) a 20oC e a radiação solar que fornece um fluxo incidente de 
900 W/m2. Qual a taxa inicial da variação de temperatura da placa? 
(0.052 oC/s) 
b) Qual será a temperatura de equilíbrio da placa quando as condições de 
regime estacionário forem alcançadas? (48.4 oC)