AOL 4 Sistemas Térmicos e Fluidomecânicos

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Pergunta 1
Suponha um sistema condensador em que é utilizada água como o fluido de trabalho. A 
superfície possui 22 m². A taxa de transferência e de calor é de 723,8 kW. A água entra no 
sistema de resfriamento à 20ºC e deixa o sistema à 30ºC. É fornecido o valor do calor específico 
da água fria: 4,184 J/kg.K.
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre média logarítmica, é correto 
afirmar que a vazão mássica de água necessária para o resfriamento é:
17,3 kg/s.
Pergunta 2
Durante o cálculo do coeficiente global de transferência de calor, deve-se conhecer o valor da 
resistência da parede toda vez que a espessura desta não for desprezível e sua condutividade 
térmica não for alta. A resistência da parede pode ser calculada pela expressão:
 R igual a numerador ln parêntese esquerdo começar estilo mostrar D com 0 subscrito sobre D 
com i subscrito fim do estilo parêntese direito sobre denominador 2 πkL fim da fração 
Sendo ln parêntese esquerdo D com 0 subscrito sobre D com i subscrito parêntese direito igual 
a 0 vírgula 25 considere um trocador de calor de comprimento L = 2 metros, cuja condu vidade 
térmica da parede é 0,5. A partir dessas informações, é correto afirmar que a resistência 
térmica imposta pela parede é igual a:
4.10-2 K/W.
Pergunta 3
As temperaturas dos fluidos quente e frio dentro de um trocador de calor variam de acordo 
com a posição dentro dele. Isso implica dizer que, para representar a diferença de temperatura 
entre entrada e saída dos fluidos, a diferença de temperatura não é adequada, e sim, uma 
média. Ela é calculada através da equação:
 triângulo T com l m subscrito fim do subscrito igual a numerador triângulo T com 1 subscrito 
menos triângulo T com 2 subscrito sobre denominador ln abre parênteses começar estilo 
mostrar numerador triângulo T com 1 subscrito sobre denominador triângulo T com 2 subscrito 
fim da fração fim do estilo fecha parênteses fim da fração 
Considere um condensador em que ΔT1= ΔT2. A partir dessas informações e do conteúdo 
estudado sobre média logarítmica, pode-se afirmar que a taxa de transferência de calor será:
positiva, entre 0 e 1.
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Pergunta 4
Uma das formas mais comuns para a análise e projeto dos trocadores de calor é a utilização das 
chamadas redes de resistências térmicas. Através delas, é possível realizar todo o cálculo das 
resistências em um único parâmetro, tornando a análise mais fácil.
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre o tópico, sendo h0 e hi, 
respectivamente, os coeficientes de convecção das paredes externa e interna, e sabendo que 
h0 >> hi, é correto afirmar que:
considerando a resistência da parede do trocador nula, o coeficiente global de transferência de 
calor será mais influenciado por hi, porque este é o menor dos valores dos coeficientes de 
convecção.
Pergunta 5
Trocadores de calor são, antes de mais nada, dispositivos capazes de auxiliar no processo de 
transferência de calor. Geralmente, são projetados em materiais com alta condutividade 
térmica e permitem que fluidos distintos possam trocar calor entre si, sem contato direto.
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre dos trocadores de calor, é 
correto afirmar que:
uma das configurações mais utilizadas nesse processo é a do tubo casco ou casco e tubo, que 
consiste em um feixe de tubos inseridos em uma concha, normalmente, cilíndrica.
Pergunta 6
É possível pensar em um trocador de calor como sendo formado por três transmissões de calor: 
convecção do fluido quente que troca calor com a parede do trocador; condução para a 
propagação do calor pela parede do trocador; e, finalmente, pela troca de calor da parede para 
o fluido frio, também por convecção.
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre processos de transferência de 
calor nos trocadores, está correto afirmar que:
o coeficiente global de transferência de calor está relacionado com as resistências ao fluxo de 
calor e pode ter valores numéricos diferentes em suas superfícies.
Pergunta 7
Dentre os muitos tipos de trocadores de calor, um com grandes aplicações é o chamado 
trocador de calor compacto. Esse é projetado para permitir uma grande superfície de 
transferência de calor por unidade de volume. A forma de classifica-los é pela densidade de 
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área (β). Trocadores de calor devem possuir densidade de área maior que 700 m²/m³.
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre densidade de área, qual deveria 
ser o menor valor da área superficial para que um trocador de 2 m3 fosse considerado 
compacto?
A > 1400 m ² .
Pergunta 8
A incrustação é um fenômeno que ocorre, geralmente, com o passar do tempo, na utilização de 
um trocador de calor. Portanto, não é um fenômeno sentido em curto prazo. Ocorre que alguns 
depósitos se formam na superfície de transferência de calor, causando aumento da resistência 
ao escoamento.
Com base nessas informações e no conteúdo estudado sobre o tópico, analise as afirmativas a 
seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s).
I. ( ) A incrustação depende, dentre outros fatores, da temperatura de trabalho do trocador e da 
velocidade de escoamento dos fluidos, além do tempo de serviço.
II. ( ) Na análise de trocadores, ou mesmo no projeto, não se deve considerar o fator de 
incrustação nos cálculos, pois estes poderão retornar valores incorretos.
III. ( ) O fator de incrustação, em condições normais, tende a aumentar se a temperatura de 
trabalho aumentar, e a diminuir com o aumento da velocidade de escoamento.
IV. ( ) O problema da incrustação pode ser facilmente resolvido se aplicados materiais 
antioxidantes ao projeto, que são mais baratos e eficientes.
Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta:
V, F, V, F.
Pergunta 9
Suponha um sistema condensador onde é utilizada determinado fluido de trabalho. A taxa de 
transferência e de calor é de 200000 W. O fluido entra no sistema de resfriamento à 54ºC e 
deixa o sistema a 70ºC. O valor do calor específico do fluido frio é 5,2 J/kg.K.
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre média logarítmica, é correto 
afirmar que a vazão mássica de água necessária para o resfriamento é:
2,4 kg/s.
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Pergunta 10
Os trocadores de calor se apresentam em modelos de construção variados. Suas classificações 
envolvem tanto os seus formatos quanto a maneira como os fluidos quente e frio escoam em 
seu interior. Os trocadores possuem especificidades e devem ser observados pelo projetista.
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre trocadores de calor, está correto 
afirmar que:
trocadores do tipo placa (também chamados de placa e quadro) são, basicamente, placas 
planas dispostas com passagens para o escoamento de fluidos.
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