Fenomenos transporte 1

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Questão 1/10 - Fenômenos de Transporte 
Uma parede de um forno é constituída internamente de Tijolo Refratário de Cromita de 
76mm de espessura, seguida de Argamassa de Cimento com 5mm de espessura e de 
placa de aço Inox do tipo AISI 304 de 4mm de espessura. Sabendo que a temperatura 
interna do forno é de 750°C e a do ambiente externo média é de 27°C, determinar o 
fluxo de calor do forno para o meio externo, por Condução. 
 
 
 
 
 
Nota: 10.0 
 A - 178 kW/m
2 
 B - 17,8 kW/m
2 
Você acertou! 
 
 C - 1,78 kW/m
2 
 D - 0,178 kW/m
2 
 
Questão 2/10 - Fenômenos de Transporte 
Considere uma barra cilíndrica de material conhecido tem sua superfície lateral isolada 
termicamente, conforme figura abaixo: 
 
Mantendo os valores de ΔΔT e ΔΔx constantes, variando A, qx irá variar de forma 
diretamente proporcional à A (aumentando A, qx aumentará). De modo análogo, 
mantendo A e ΔΔx constantes, qx variará de forma diretamente proporcional à ΔΔT 
(quanto maior ΔΔT, maior será qx). Entretanto, mantendo ΔΔT e A constantes, qx irá 
variar inversamente com ΔΔx (quanto maior for ?x, menor será qx). Assim, podemos 
afirmar que: 
qx= αα.A.(ΔΔT/ΔΔx) 
Onde: qx = quantidade de calor transferido por condução (W) αα= relação de 
proporcionalidade A = área da seção transversal (m2 ) ΔΔT = variação da temperatura 
entre as faces (K) ΔΔx = variação da distância ao longo do eixo x (m). 
Essa proporcionalidade está diretamente relacionada com a capacidade que o meio 
tem de conduzir calor. 
Reescrevendo a equação anterior, estabelecendo uma constante de proporcionalidade 
entre as variáveis, teremos: 
qx = k. A. (ΔΔT/ΔΔx). 
 
O que representa k nesta equação? 
Nota: 10.0 
 A A constante de Stefan-Boltzmann da condução do material 
 B A emissividade do material 
 C a constante de convecção 
 D a condutibilidade térmica do material 
Você acertou! 
Conforme aula 2, Tema 1 : 
 
representa a condutibilidade térmica do material 
 
Questão 3/10 - 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 4/10 - Fenômenos de Transporte 
Determinar a quantidade de calor emitida por radiação por um filamento de tungstênio 
de diâmetro de 0,036mm e comprimento 0,83m, sabendo que está a uma temperatura 
de 2.227°C. 
 
A = ππ . ϕϕ . L 
 
 
Nota: 10.0 
 A 600 W 
 B 60 W 
Você acertou! 
 
 C 6 W 
 D 6000 W 
 
Questão 5/10 - 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: 10.0 
 A q12 = -54W q21 = 13W 
 B q12 = -5,4W q21 = 1,3W 
 C q12 = -0,54W q21 = 0,13W 
Você acertou! 
 
 D q12 = -0,054W q21 = 0,013W 
 
Questão 6/10 - 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: 0.0 
 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 
 
 
Questão 7/10 - Fenômenos de Transporte 
Determinar o fluxo de calor por convecção forçada que ocorre sobre uma placa plana, 
sabendo que água a 22°C está contida entre duas placas verticais, sendo que a placa 
está a 70°C. Observar que há uma velocidade crítica de circulação de 8 m/s a uma 
distância crítica de 60,0577 mm da superfície da placa aquecida. 
 
 
 
 
Nota: 0.0 
 A q/A = 4272,864 W/m
2 
 B q/A = 42728,64 W/m
2 
 C q/A = 427286,4 W/m
2 
 
 D q/A = 4272864 W/m
2 
 
Questão 8/10 - Fenômenos de Transporte 
Água é usada para resfriar óleo lubrificante de uma instalação industrial. Sabendo que 
a vazão da água que circula na carcaça é de 2,0 kg/s, que esta água entra no trocador 
de calor a 30°C e sai a 70°C, que o óleo que circula nos tubos é resfriado de 203°C 
para 173°C, e que o trocador de calor é do tipo casco tubo com um passe na carcaça 
e dois passes nas tubulações com circulação dos fluidos em contra-corrente, 
determinar a área de transferência de calor necessária para esta troca térmica. 
Considerar o coeficiente global de transferência de calor como 300 W/m2K e cp da 
água 4181 J/kgK. 
 
 
q = FUA 
 
ΔΔT1= Teq – Tef ΔΔT2= Tsq – Tsf 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Nota: 0.0 
 A A = 8,26 m
2 
Resposta: Conforme Aula 4, Tema 5 e Aula Prática 2 
 
Primeiro ajustamos as unidades: 
30°C = 303K 70°C = 343K 203°C = 476K 173°C = 446K 
Segundo, obter F: 
P = 0,17 R= 1,33 F= 1,0 
Formulário: 
 
 
q=F.U.A. A = q / ( F.U. ) 
A = 334480 / (1. 300 . 134,99) 
 
A = 8,26 m2 
 B A = 82,6 m
2 
 C A = 826 m
2 
 D A = 8260 m
2 
 
Questão 9/10 - Fenômenos de Transporte 
Independentemente da natureza do processo de transferência de calor por convecção, 
quando um fluido está em contato com a superfície de um sólido com temperatura 
diferente desse fluido, a equação apropriada para a taxa de transferência possui a 
forma: 
dq = h. A. ∫∫dT que integrada fica q = h. A. (TS - T∞∞). 
onde: q é a quantidade de calor transferida por convecção (W); h corresponde ao 
coeficiente de transferência de calor por convecção (W/m2 .K); A é a área da superfície 
de troca térmica (m2 ); TS é a temperatura da superfície de troca térmica (K); e T∞∞ a 
temperatura do fluido à montante da área superficial de troca térmica (K). 
Esta equação representa qual lei de transferência de calor? 
Nota: 0.0 
 A Lei de Carnot da convecção. 
 B Lei de Stefan-Boltzmann da convecção. 
 C Lei de Newton da convecção. 
Conforme aula 1, tema 4: 
 
Lei de Newton da convecção. 
 D Lei de Fourier da convecção. 
 
Questão 10/10 - Fenômenos de Transporte 
Considere os processos de transferência de calor por radiação na superfície de um 
corpo de radiação ideal, chamada de corpo negro. A radiação emitida por essa 
superfície tem sua origem na energia térmica da matéria. Essa energia é delimitada 
pela superfície e pela taxa na qual a energia é liberada por unidade de área (W/m2 ), 
sendo chamada de poder emissivo da superfície (E). E = q/A. 
Há um limite superior para o poder emissivo, o qual é determinado pela equação: q = = 
σσ .A.T 4 
Esta equação representa qual lei da transferência de calor? 
Nota: 10.0 
 A Lei de Carnot da radiação. 
 B Lei de Stefan-Boltzmann da radiação. 
Você acertou! 
Conforme Aula 1, Tema 5: 
 
Lei de Stefan-Boltzmann da radiação. 
 C Lei de Newton da radiação. 
 D Lei de Fourier da radiação. 
 
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