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Disc.: TRANSFERÊNCIA DE CALOR E MASSA Aluno(a): Acertos: 2,0 de 2,0 **/11/2023 1a Questão Acerto: 0,2 / 0,2 Vamos considerar a transferência de calor em regime estacionário entre duas placas paralelas às temperaturas constantes de T1= 320K e T2= 290 K, separadas entre elas por 2 cm. Supondo que as duas superfícies têm uma emissividade de 0,7. Qual seria a transferência de calor entres as placas por unidade de área superficial supondo que espaço entre elas está recheada de um super isolante opaco com condutividade térmica de 0,0002 W/mK? 0,2 W/m² 0,3 W/m² 0,7 W/m² 1,5 W/m² 1 W/m² Explicação: Qualquer tipo de radiação incidente nas placas será absorvido totalmente e transferida ao interior entre essas duas placas. Ou seja, que dentro das duas placas podem acontecer dois tipos de transferência de calor, radiação ou condução. Mas será que temos radiação? Por o material ser um sólido opaco a transferência de calor por condução é predominante, se fosse um material semitransparente, as duas transferências aconteceriam no meio. Por tanto, vamos calcular a taxa de transferência de calor por condução entre essas duas placas: 2a Questão Acerto: 0,2 / 0,2 Uma aleta plana retangular fabricada com cobre (k= 401 W/m.K) tem uma espessura na base de t= 5 mm e um comprimento de 20 mm. Sua temperatura na base é de Tb=450°C e ela está exposta a um fluido para o qual T∞= 5°C e h= 80W/m²K. Para as condições anteriores e uma aleta de largura unitária qual é a sua eficiência? 0,90 0,85 0,99 0,88 0,95 Explicação: 3a Questão Acerto: 0,2 / 0,2 Óleo de motor a 120°C flui sobre uma placa plana de 5 m de comprimento onde a sua temperatura é de 54°C com uma velocidade de 4 m/s. As propriedades do fluido na temperatura do filme é: Determine a força total de resistência ao movimento: 75 N 105 N 171 N 86 N 45 N Explicação: 4a Questão Acerto: 0,2 / 0,2 Uma peça de aço 1045 quente com uma concentração uniforme inicial de carbono de 0,45% em base mássica é exposta a uma atmosfera carburante durante 2 horas. Durante todo o processo, a concentração de carbono na superfície foi de 0,9%. A difusividade mássica do carbono no aço durante esse processo é uniforme e de 1x 10-11 m²/s. Qual é percentagem de concentração mássica a 0,1 mm? 0,20% 0,51% 0,87% 0,65% 0,70% Explicação: 5a Questão Acerto: 0,2 / 0,2 Um fluido de hidrocarbonetos ( Cp = 2200 J/kg.K) se resfria a uma taxa de 0,2 kg/s desde 50°C até 40°C ao passar pelo tubo interior de um trocador de casco e tubo em fluxos paralelos. Água entra ( Cp = 480 J/kg.K ) ao trocador a 0°C com uma vazão mássica de 0,15 kg/s. O diâmetro externo é de 0,025m e seu comprimento de 6m. Qual é a temperatura da água na saída? 75,3 °C 62,3 °C 142,2 °C 55,3 °C 87,2 °C Explicação: 6a Questão Acerto: 0,2 / 0,2 0,00189 m/s 0,00568 m/s 0,00365 m/s 0,00663 m/s 0,00452 m/s Explicação: 7a Questão Acerto: 0,2 / 0,2 Considere uma pessoa cuja área de superfície exposta é de 1,8 m², sua emissividade é 0,75 e sua temperatura superficial é de 34°C. Qual é a perda de calor de radiação dessa pessoa em uma grande sala que tem paredes a uma temperatura de 288 K? -153 W 57 W 85 W 153 W -57 W Explicação: aplicando a Lei de Stefan Boltzmann para ambientes fechados: 8a Questão Acerto: 0,2 / 0,2 A distribuição de temperaturas, em regime estacionário, em uma placa plana de material semitransparente, com condutividade térmica k e espessura L, exposto a irradiação laser. Nesta situação, absorção de radiação do material é manifestada por um termo de geração de calor distribuída, q ( x ). Qual é a equação que representa a condução de calor? Utilize a equação geral de calor em coordenadas cartesianas. q=k . d2Tdx2 q=kα . δTδt − k . δ2Tδx2 q=−k . d2Tdx2 q=kα . δTδt q=kα . δTδt + k . δ2Tδx2 Explicação: 9a Questão Acerto: 0,2 / 0,2 Vai se esquentar água de 80°C até 134°C passando-a sobre um banco de tubos de resistências com 4 m de comprimento e 1 cm de diâmetro mantidas a 150°C. A água se aproxima do banco de tubos na direção perpendicular a uma velocidade média de 1 m/s. Os tubos estão na configuração alternada com passo longitudinal, transversal e diagonal de SL=4 cm, ST= 3 cm e SD= 1 cm. Considere 5 o número de tubos por fila e um NL>16. As propriedades do fluido na temperatura média: Determine o coeficiente de transferência de calor. 93 W/m².K 195 W/m².K 352 W/m².K 210 W/m².K 421 W/m².K Explicação: 10a Questão Acerto: 0,2 / 0,2 152 kg 270 kg 56 kg 112 kg 185 kg Explicação:
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