LISTA 1 EXERCÍCIOS TRANSCAL

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Transferência de Calor 
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LISTA DE EXERCÍCIOS – TRANSFERÊNCIA DE CALOR (5 PONTOS, ENTREGA DIA 
06/08/22) 
ATENÇÃO!!! Onde houver “Q” deve ser substituído pelo o último número da sua 
matrícula 
 
 
1) A parede de um forno industrial é construída em tijolo refratário com espessura de 0,15 m 
e condutividade térmica de 1,7 W/(m.K). Medições efetuadas durante a operação em regime 
permanente revelaram temperaturas de 14Q0 K e 1150 K nas superfícies interna e externa 
da parede do forno, respectivamente. Qual a taxa de calor perdida através de uma parede 
com dimensões 0,5 m x 3,0 m? 
 
2) Uma superfície com área de 0,5 m2, emissividade igual a 0,8 e temperatura de 15QoC é 
colocada no interior de uma grande câmara de vácuo cujas paredes são mantidas a 25oC. 
Qual a taxa de emissão de radiação pela superfície? Qual a taxa radiante líquida trocada 
entre a superfície e as paredes da câmara? 
 
3) Considere uma placa de espessura L = 1,0m e condutividade térmica k = 20 W/mK, sem 
geração interna de calor. A superfície em x = 0 está mantida na temperatura uniforme T1 e 
a superfície em x = L, na temperatura uniforme T2. Calcule o fluxo de calor através da placa, 
em condições estacionárias, em cada um dos seguintes casos: 
T1 (
oC) 100 -20 -40 
T2 (
oC) 0 40 -10 
 
4) No interior de uma parede plana com espessura L = 20 cm e condutividade térmica k igual 
a 50 W/m.K, ocorre uma geração interna de 20 kW/m3. Se as temperaturas das faces interna 
(x = 0) e externa (x = L) são mantidas em, respectivamente, 29Q K e 325 K, obtenha uma 
expressão para a distribuição de temperaturas no interior da parede. 
5) Em uma parede plana de tijolo com 20 cm de espessura e área de seção transversal de 4 m2, 
há uma geração não uniforme de calor, dada por �̇� = 𝑎𝑥 + 𝑏 (�̇� 𝑒𝑚 𝑊/𝑚3), onde 
4m/W5000a = e 
3/800 mWb −= . A superfície em x = 0 está exposta a um fluido quente, 
mantendo sua temperatura constante em 4Q0 K. A superfície em x = L está a temperatura 
ambiente, T = 3Q0 K. Obtenha uma expressão para a distribuição de temperaturas ao longo 
de x e uma expressão para a taxa de calor ao longo de x. 
 
6) No interior de um cilindro oco há uma geração interna uniforme de calor dada por �̇� =
3000𝑊/𝑚3. O cilindro tem sua parede interna (r = r1 = 50 cm) mantida em uma 
temperatura de 4Q0 K pela passagem de um fluido aquecido. A parede externa (r = r2 = 
100 cm) é mantida em 3Q0 K. A condutividade térmica do material do tubo pode ser 
assumida constante e igual a 20 W/m.K. Considere condições de regime permanente. 
a) Obtenha uma expressão para a distribuição de temperaturas no interior do tubo; 
b) Determine o fluxo de calor na superfície interna do tubo; 
c) Sabendo que o fluido escoa no interior do tubo a uma temperatura de 450 K, determine 
o valor do coeficiente convectivo associado à transferência de calor entre o fluido e a 
superfície interna do tubo. Despreze efeitos de radiação 
 
 
Transferência de Calor 
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7) Uma parede plana é um compósito de materiais, A e B, de condutividades térmicas 75 
W/(m.K) e 150 W/(m.K), respectivamente e de 50 mm de espessura cada. A parede feita do 
material A possui uma geração uniforme de energia dada por �̇� = 1,5𝑥106𝑊/𝑚3. 
a) Sabendo que as faces da parede constituída pelo material A possuem temperaturas T1 = 
4Q5 K e T2 = 39Q K, obtenha uma expressão para a distribuição de temperaturas ao 
longo da parede. 
b) Obtenha o fluxo de calor na posição x = LA (ou seja, na interface entre as duas paredes). 
c) Considerando que não existe geração interna na parede feita pelo material B, 
determine a temperatura do fluido de resfriamento T, para um coeficiente convectivo 
de 1000 W/(m2.K). 
 
 
8) Uma casca esférica, de raio interno r1 = 1,0 m e raio externo r2 = 1,2 m, tem suas paredes 
mantidas em temperaturas constantes T(r1) = 3Q0 K e T(r2) = 450 K. Há uma geração 
interna de calor entre as suas paredes, dada por �̇� = −2𝑸00/𝑟2, onde r é o raio da casca 
em uma posição arbitrária e �̇� é dado em W/m3. A condutividade térmica do material da 
casca pode ser modelada por 2r/50k = , onde k é dada em W/(m.K). 
a) Para condições de regime permanente e condução unidimensional, obtenha uma 
expressão para a distribuição de temperaturas ao longo da parede. 
b) Obtenha a taxa de calor na posição r = 1,2 m.