EXERCICIO TRANS CAL 1C

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA
TRANSMISSÃO DE CALOR - EXERCÍCIOS
1. Um resistor elétrico está dentro de um cilindro cujo diâmetro é 30 mm. Quando água na temperatura de 25°C e com velocidade de 1 m/s escoa transversalmente ao cilindro, é necessária uma potência de 28 KW/m para manter a superfície do cilindro na temperatura de 90°C. Quando o ar, também a 25°C, porém com velocidade de 10 m/s escoa nas mesmas circunstâncias, a potência por unidade de comprimento necessária para manter a mesma temperatura superficial é 400 W/m. Calcular e comparar os coeficientes convectivos da água e do ar.
2. Qual espessura de uma parede (K=0,03 W/m°C) é necessária para permitir a garantia de que a temperatura externa da mesma se manterá a 43°C? A temperatura interna da parede a ser mantida pelo tipo convencional de controle termostático é 290°C. A temperatura do meio pode variar de 15°C a 32°C, e o coeficiente de T.C. convectivo entre a superfície da parede e o meio é 10 W/m2°C.
3. Uma caixa de transmissão mede 0,30 m de aresta e recebe uma potência de 150 hp de um motor. Se a eficiência de transmissão é 93%, a temperatura da corrente de ar ao redor da caixa 30°C e o coeficiente convectivo 200 W/m2°C. Qual a temperatura da superfície da caixa de transmissão?
4. Uma parede de uma fornalha é constituída de tijolos de 23 cm x 11,5 cm x 7,5 cm. Dois tipos de tijolos são disponíveis: um tem temperatura máxima de utilização de 1000ºC e k=1,5 W/mºC e o outro tem temperatura máxima de utilização de 850ºC e K=0,75 W/mºC. Ambos custam o mesmo e podem ser assentados de qualquer maneira, mas deseja-se projetar a parede mais econômica possível para uma fornalha com temperatura de trabalho de 1000ºC no lado quente e 200ºC no lado frio. Se a quantidade máxima admissível de transmissão de calor for de 850 W/m², determine o arranjo mais econômico para os tijolos.