Lista 7

Prévia do material em texto

1) Uma placa fina e quadrada de alumínio de 200 mm de lado é aquecida enquanto é colocada 
verticalmente em ar em repouso a 40 
o
C. Para a temperatura da placa em 15 
o
C, verifique se ao 
final da placa, o escoamento é laminar ou turbulento, em seguida, calcule o coeficiente de 
convecção médio utilizando alguma correlação adequada.
Resp. 4,42 W/m2.K
2) A porta de um forno doméstico de 0,5 m de altura e 0,7 m de largura atinge uma temperatura 
média na superfície externa de 32 
o
C durante seu funcionamento. Se a porta possui emissividade 
(=1), estime a perda de calor para o ambiente que encontra-se ao ar livre a 22 
o
C. Observem 
que a perda de calor se dá pela convecção e radiação. 
Resp. 33,1 W
3) Corrente de ar que passa pelo interior de um duto quadrado de ar condicionado, com 0,2 m de 
lado, mantém a superfície externa do duto à temperatura de 10 
o
C. O duto encontra-se na 
horizontal e é exposto ao ar ambiente a 35 
o
C no interior de uma galeria. Qual o ganho total de 
calor do duto por unidade de comprimento. Considere que o calor total se dá pela soma dos 
calores que atravessam as quatro faces do duto.
Resp. 84,4 W/m
4) Um tubo de vapor horizontal, não-isolado, passa através de um grande ambiente cujas paredes 
e o ar ambiente encontram-se a 300 K. O tubo com 150 mm de diâmetro possui emissividade de 
0,85 e uma temperatura da superfície externa de 400 K. Calcule a perda de calor da superfície 
externa por unidade de comprimento do tubo. Considerem a perda total de calor pela adição do 
calor radioativo e convectivo.
Resp. 698 W/m
ENHARIA QUÍMICA Campus Londrina 
Transferência de Calor Prof. Joel 6º período 
NOME:Nota:
Atividade Somativa VII
5) Um aquecedor elétrico de imersão, de 10 mm de diâmetro e 300 mm de comprimento, dissipa 
550 W. a) Se o aquecedor for posicionado horizontalmente em um grande tanque de água a 20 
o
C, estime a temperatura de sua superfície. b) caso o aquecedor seja acidentalmente operado no 
ar a 20 
o
C, qual seria a temperatura da superfície?
Resp. a) 64,8 oC; b) 2300 oC
6) Uma esfera de 25 mm de diâmetro contém um aquecedor elétrico embutido. Calcule a potência 
necessária para manter a temperatura da superfície a 94 oC quando a esfera for exposta a um 
meio em repouso a 20 
o
C em: a) ar; b) água e; c) etileno glicol.
Resp. a) 1,55 W ; b) 187 W; c) 57 W
 
7) Um coletor solar consiste em um canal de placas paralelas que é conectado na parte inferior a 
um tanque de armazenamento totalmente cheio de água e a um dissipador de calor. O canal é 
inclinado de =30º em relação à vertical. A radiação solar e a água mantêm a placa 
absorvedora isotérmica a uma temperatura Ts=67 
o
C, enquanto a água em seu interior, que 
retorna ao dissipador de calor, está a 27 
o
C. A parede oposta à placa coletora encontra-se na 
temperatura da água. O escoamento da água é induzido exclusivamente por forças de empuxo. 
O espaçamento da placa e o comprimento são S=15 mm e L=1,5 m. Admitindo que não há 
perda de calor da placa para o ar ambiente, estime a taxa de transferência de calor por unidade 
de largura normal à direção do escoamento da placa absorvedora para a água.
Resp. 26300 W/m
LH