Fenomenos transporte 2

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Questão 1/10 - Fenômenos de Transporte 
Determinar o fluxo de calor por convecção natural que ocorre sobre um cilindro 
grande, sabendo que água a 17°C está contida no cilindro, sendo que a temperatura 
da face do cilindro está a 80°C. Observar que há uma velocidade crítica de circulação 
de 2,5m/s a uma distância crítica de 400 mm da superfície aquecida. 
 
 
 
 
Nota: 10.0 
 A q/A = 434,20 W/m
2 
 B q/A = 434,20 kW/m
2 
 C q/A = 43,42 W/m
2 
 D q/A = 43,42 kW/m
2 
Você acertou! 
 
 
Questão 2/10 - Fenômenos de Transporte 
É bastante usual vermos galpões industriais com paredes de chapas de aço 
galvanizado, que nada mais é que um aço com baixo teor de cromo. Como o aço é um 
metal, apresentará uma boa condutividade térmica, o que afetará o conforto térmico do 
ambiente de trabalho. 
Dá inclusive para estimar a quantidade de calor que uma parede de aço galvanizado 
transfere para este ambiente. 
Para isso é usada a Lei de Fourier, que, já na sua forma integrada, fica, considerando 
a parede simples : 
 
qx = k. A. (ΔΔT/ΔΔx) 
 
sendo que o k é obtido em tabelas como esta abaixo: 
 
 
Qual a quantidade de calor em regime permanente que é transferida através de uma 
parede de aço galvanizado de 80 mm de espessura e 100 m2 da área , sabendo que o 
ambiente interno está a 25oC e o ambiente externo está a 41oC ? 
Nota: 0.0 
 A q = 754 kW 
Conforme procedimento de resolução do Caderno de Exercícios, Aula 2, Tema 4: 
 
qx = 37,7. 100. (16/0,08) 
 
qx = 754 kW 
 B q = 754 W 
 C q = 7,54 kW 
 D q = 7,54 W 
 
Questão 3/10 - Fenômenos de Transporte 
Determinar o fluxo de calor por convecção forçada que ocorre dentro de um tubo liso, 
sabendo que o tubo está a 80°C e água está a 32°C. Observar que há uma velocidade 
crítica de circulação de 25 m/s e o diâmetro interno do tubo é de 2”. 
 
 
 
 
 
 
Nota: 10.0 
 A q' = 2,44 W/m
2 
 B q' = 2,44 kW/m
2 
 C q' = 2,44 MW/m
2 
Você acertou! 
 
 D q' = 2,44 GW/m
2 
 
Questão 4/10 - Fenômenos de Transporte 
Dois discos concêntricos são paralelos e diretamente opostos. O disco inferior tem 
diâmetro de 2” e está a T1=370K. O superior tem diâmetro de 1” e está a T2=580K. A 
distância entre os discos é de 1 ½“. Determinar o calor transferido por radiação entre 
as duas superfícies considerando ambos como corpos negros e sem nenhuma outra 
radiação presente. 
 
 
 
Nota: 0.0 
 A q12 = -54W q21 = 13W 
 B q12 = -5,4W q21 = 1,3W 
 C q12 = -0,54W q21 = 0,13W 
 
 D q12 = -0,054W q21 = 0,013W 
 
Questão 5/10 - Fenômenos de Transporte 
A Lei de Fourier é empírica, isto é, ela é desenvolvida a partir de observações 
experimentais em vez de ser deduzida com base em princípios fundamentais. Nesse 
trabalho, Fourier deduziu e desenvolveu a solução da equação da condução do calor 
por meio de equações diferenciais parciais e séries trigonométricas, partindo de 
observações fenomenológicas. Mesmo ignorando as hipóteses da época a respeito do 
calor, descreveu um modelo físico que retratava sua propagação. Neste modelo, para 
se estabelecer a condição de variação linear da temperatura, o sistema deveria ter 
uma distância em x extremamente pequena (x →→ 0). Para essa distância, a 
variação da temperatura, embora seja também extremamente pequena (T →→ 0), 
será linear. Assim, temos a Lei de Fourier: 
 
 
Nesta expressão, o que a constante k representa? 
Nota: 0.0 
 A Representa a a capacidade do meio de conduzir calor, chamada de constante de gradiente de temperatura.
 B Representa a capacidade do meio de conduzir calor, chamada de constante de convecção. 
 C Representa a capacidade do meio de conduzir calor, chamada de constante de radiação. 
 D Representa a capacidade do meio de conduzir calor, chamada de condutibilidade térmica. 
Conforme Material de Leitura da Aula 2, Tema 1, pg.5: 
 
k é uma constante que representa a capacidade do meio de conduzir calor, chamada de condutibilidade térmica .
 
Questão 6/10 - Fenômenos de Transporte 
O conforto térmico é um conceito subjetivo, determinado pelas condições de 
temperatura e umidade que proporcionam bem-estar aos seres humanos. Essa noção 
pode ser estendida, em ambientas de produção industrial, para os equipamentos e as 
instalações. Porém, o foco da noção de conforto térmico em termos de produção 
industrial é a resultante de temperatura e umidade que levarão às melhores condições 
de produtividade por parte dos funcionários. Em termos básicos, o conforto térmico 
trata da sensação de calor ou frio que sentimos. Essa sensação se deve a alguns 
fatores do ambiente de trabalho, como: 
Nota: 10.0 
 A Umidade relativa do ambiente, temperatura e movimento do ar, e temperatura superficial da pessoa.
Você acertou! 
Conforme Material de Leitura da Aula 6, pg. 3: 
 
Essa sensação se deve a alguns fatores do ambiente de trabalho, como umidade relativa do ambiente, temperatura e movimento do
superficial da pessoa. 
 B Umidade relativa do ambiente, temperatura e movimento do ar, e idade da pessoa. 
 C Iluminação do ambiente, temperatura e movimento do ar, e idade da pessoa. 
 D Iluminação do ambiente, temperatura e movimento do ar, e temperatura superficial da pessoa.
 
Questão 7/10 - Fenômenos de Transporte 
A carga térmica da insolação é a quantidade de calor por insolação que penetra em 
um ambiente, resultante de inter-relação de três fatores: 
 Energia refletida (qR) 
 Energia absorvida (qA) 
 Energia passante (qP) 
Energia refletida é a parte da insolação que o vidro não permite que passe através 
dele, sendo, portanto, refletida. Energia absorvida é a parte da insolação que o vidro 
absorve e que, por consequência, não atinge o ambiente. A energia passante é aquela 
que efetivamente atinge o ambiente, levando ao seu aquecimento. 
A expressão para o cálculo da carga térmica da insolação é: qI = K.A em que K é o 
coeficiente de transmissão de calor solar através de vidros (BTU/h ft2 ou W/m2 ), A é a 
área total ocupada pelas janelas (m2). Do que este coeficiente K depende? 
Nota: 10.0 
 A Da área total ocupada pelas janelas. 
 B Do tipo de proteção das janelas. 
 C Da posição relativa da janela com relação ao sol na maior parte do dia 
Você acertou! 
Conforme Material de Leitura da Aula 6, pg. 9: 
 
K é o coeficiente de transmissão de calor solar através de vidros (BTU/h ft2 ou W/m2 ), que depende da posição relativa da janela com relação ao sol na 
maior parte do dia. 
 D Da somatória da potência dissipada pela iluminação artificial do ambiente de trabalho. 
 
Questão 8/10 - Fenômenos de Transporte 
Determinar o calor transferido por radiação para dois retângulos perpendiculares, com 
aresta comum, sabendo que o retângulo j tem a aresta Z = 350mm, que o retângulo i 
tem aresta Y = 500mm e que ambos tem aresta X= 750mm. Considerar a temperatura 
Ti = 98°C, a temperatura Tj = 117°C e ambos como corpos negros, sem nenhuma 
outra radiação presente. 
 qij = F.Ai.s. (Ti4- Tj4) qji = 
F.Aj.s. (Tj4- Ti4) 
 
 
Nota: 0.0 
 A qij = -1113 W qji = 779 W 
 B qij = -111,3 W qji = 77,9 W 
 C qij = -11,13 W qji = 7,79 W 
 
 D qij = -1,113 W qji = 0,779 W 
 
Questão 9/10 - Fenômenos de Transporte 
Determine a carga térmica por insolação em um ambiente de trabalho, no período de 
setembro a novembro, sabendo que possui 150m2 de área de janelas, com insulfilme 
cujo fator de redução fica entre 0,50 e 0,66. Considere que o ambiente ao longo do dia 
varia de SE para E para NE, com relação ao Sol. 
 
 
qI = K.A 
Nota: 0.0 
 A q = 56,895 kW 
 B q = 56,895 W 
 C q = 32,999 kW 
Para os dados, o K = 379,3 W/m2 e αα = 0,58. 
 
Assim, q = 32,999 kW 
 D q = 32,999 W 
 
Questão 10/10 - Fenômenosde Transporte 
Determinar a quantidade de calor envolvendo condução e convecção para uma 
tubulação de aço AISI 1010 de 4” de diâmetro interno, 6m de comprimento e 
espessura de 2mm, revestida externamente com manta de fibra de vidro com 5mm de 
espessura. Internamente circula vapor a 327°C e externamente ar a 27°C. Considerar 
har= 69 W/m2K e hvapor= 2376 W/m2. 
 
 
 
 
 
Nota: 0.0 
 A q = - 49,1808 W 
 B q = - 491,808 W 
 C q = - 4918,08 W 
 
 D q = - 49180,8 W