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Disc.: TRANSFERÊNCIA DE CALOR E MASSA Aluno(a): WILLIAN LISBOA DOS SANTOS 202004126083 Acertos: 9,0 de 10,0 31/05/2023 1a Questão Acerto: 1,0 / 1,0 Sabendo que F23=0,10 e F2→(1+3)=0,40 . Qual é o fator de forma F12 entre as superfícies retangulares da figura abaixo? Dica: Utilize a regra de superposição e posteriormente a regra de reciprocidade para encontrar a resposta. 0,3 0,2 0 0,5 0,1 Respondido em 31/05/2023 13:34:16 Explicação: Utilizando a regra de superposição: 2a Questão Acerto: 1,0 / 1,0 Duas placas paralelas grandes se mantem a temperaturas uniformes de T1= 500K e T2=400K. Determine a taxa neta de transferência de calor por radiação entre as duas superfícies sabendo que a dimensão das placas são L1=1m e L2= 1 m e o F12=0,85. 2589 W 707 W x 1778 W 1540 W 923 W Respondido em 31/05/2023 13:34:23 Explicação: A taxa neta de transferência de calor por radiação entre as duas superfícies é: 3a Questão Acerto: 1,0 / 1,0 Um tubo num trocador de calor tem um diâmetro interno de 0,20 m e 0,25 m de externo. A condutividade térmica do material do tubo é de 20 W/m.K enquanto que o coeficiente de transferência de calor na superfície interna é 800 W/m².K e da superfície externa de 500 W/m².K. Qual é o valor do coeficiente de transferência de calor do trocador baseado na superfície interna? 152 W/m².K 190 W/m².K 330 W/m².K 270 W/m².K 110 W/m².K Respondido em 31/05/2023 13:39:23 Explicação: 4a Questão Acerto: 1,0 / 1,0 Um tubo num trocador de calor tem um diâmetro interno de 0,20 m e 0,25 m de externo. A condutividade térmica do material do tubo é de 20 W/m.K enquanto que o coeficiente de transferência de calor na superfície interna é 800 W/m².K e da superfície externa de 500 W/m².K.. Qual é a relação entre o coeficiente de transferência de calor do trocador baseado na superfície interna e externa? 1 0,5 0,6 1,25 2 Respondido em 31/05/2023 13:36:53 Explicação: 5a Questão Acerto: 0,0 / 1,0 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? 0,70% 0,20% 0,51% 0,65% 0,87% Respondido em 31/05/2023 13:40:30 Explicação: 6a Questão Acerto: 1,0 / 1,0 1,76 x 10-11 kmol/s 3,76 x 10-11 kmol/s 5,76 x 10-11 kmol/s 4,76 x 10-11 kmol/s 2,76 x 10-11 kmol/s Respondido em 31/05/2023 13:34:05 Explicação: 7a Questão Acerto: 1,0 / 1,0 No inverno as superfícies internas e externas de uma parede de 30 cm de espessura se encontram a 22°C e 15 °C respectivamente. A superfície exterior troca calor por radiação com as superfícies que a rodeiam a 10 °C e por convecção com o ar do ambiente, também a 10 °C com um coeficiente de transferência de 8 W/m²K. A radiação solar incide sobre a superfície a uma taxa de 30 W/m², onde tanto a emissividade e absortividade da superfície exterior são de 0,7. Qual será o valor da condutividade térmica da parede? 1,5 W/mK 0,85 W/mK 0,55 W/mK 1,7 W/mK 1,2 W/mK Respondido em 31/05/2023 13:32:38 Explicação: O balanço de energia na superfície externa, assumindo um regime estacionário é o seguinte: O termo da taxa de transferência de calor combinado (convecção e radiação) pode ser estimado assim: Primeiro calculamos o coeficiente de transferência de calor combinado: Posteriormente, calculamos a taxa de transferência de calor combinada por unidade de área: Conhecendo a taxa de transferência de calor da radiação solar mais a combinada, podemos por tanto saber a taxa de transferência de calor por condução: Mediante a equação de transferência de calor por condutividade é possível finalmente calcular a condutividade térmica do material: 8a Questão Acerto: 1,0 / 1,0 Um duto retangular de ar forçado para aquecimento é suspenso a partir do teto de um porão cujas paredes e ar estão na temperatura de . O duto tem um comprimento de 15 m e sua seção reta é de 400 mm x 250 mm. A emissividade e o coeficiente convectivo na superfície são de aproximadamente 0,65 a 4 W/m²K. Para um duto não isolado cuja temperatura superficial média é de 45°C qual é a taxa de perda de calor do duto? 125 W 958 W 2255 W 3242 W 588 W Respondido em 31/05/2023 13:32:10 Explicação: Para um sistema onde a radiação e a convecção estão atuando a uma mesma temperatura ambiente, podemos realizar o cálculo para um coeficiente de transferência combinado: Primeiro calculamos o coeficiente de transferência de calor combinado: Posteriormente, calculamos a área de transferência. Esse duto tem 4 lados (retângulos) onde são duas vezes para área superior e inferior, além de duas laterais: Finalmente, a taxa de transferência de calor combinada: 9a Questão Acerto: 1,0 / 1,0 Um tubo de aço (k1=15,1 W/mK) de 12,7mm de espessura e 127 mm de raio externo é utilizado para conduzir ar aquecido. O tubo é isolado com 2 camadas de materiais isolantes: a primeira de isolante de alta temperatura (k2=0,051 W/mK) com espessura de 25 mm e a segunda com isolante à base de magnésia (k3=0,068 W/mK) também com espessura de 25mm. Sabendo que estando a temperatura da superfície interna do tubo a 538 °C e a temperatura da superfície externa do segundo isolante fica em 10°C. Qual é a temperatura da interface entre os dois isolantes? 56°C 195°C 215°C 320°C 200°C Respondido em 31/05/2023 13:39:49 Explicação: 10a Questão Acerto: 1,0 / 1,0 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? 0,85 0,99 0,88 0,90 0,95 Respondido em 31/05/2023 13:35:01 Explicação:
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