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<p>FACULDADE DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA</p><p>Curso de Engenharia de Produção</p><p>1. Um tubo de cobre (k=372 W/mK) de ¼” de diâmetro externo e 1/32” de espessura é utilizado para conduzir</p><p>fluido refrigerante em sistemas de ar-condicionado. O tubo é isolado com polietileno expandido (0,035W/mK)</p><p>com 6mm de espessura. Sabendo-se que a temperatura da superfície interna do tubo está a -30°C e a temperatura</p><p>externa do isolante está a DUN°C, pede-se:</p><p>a) Faça o desenho esquemático.</p><p>b) Determine o fluxo de calor por unidade de</p><p>comprimento do tubo;</p><p>c) Determine a temperatura da interface entre o tubo</p><p>e o isolante;</p><p>2. Um tanque de armazenamento atmosférico é um tipo de reservatório que é projetado para armazenar líquidos</p><p>ou gases a pressão atmosférica, ou seja, à pressão da atmosfera circundante. Esses tanques são frequentemente</p><p>usados para armazenar uma variedade de substâncias, como água, petróleo, produtos químicos, produtos</p><p>alimentícios, e até mesmo gases como o oxigênio ou o nitrogênio.</p><p>Considere um tanque cilíndrico com 20 m de diâmetro externo e 40 m de altura, composto por uma espessura</p><p>interna de 45mm em inox (40</p><p>𝑊</p><p>𝑚𝐾</p><p>); e uma espessura externa de 20 mm em alumínio (205</p><p>𝑊</p><p>𝑚𝐾</p><p>); ( Sabendo-se</p><p>que a temperatura do da gasolina (ℎ𝑔𝑎𝑠𝑜𝑙𝑖𝑛𝑎 = 150</p><p>𝑊</p><p>𝑚²𝐾</p><p>) que está dentro do tanque não deve exceder a 20°C e</p><p>a temperatura externa do ar atmosférico está a 37°C (ℎ𝐴𝑅 = 20</p><p>𝑊</p><p>𝑚²𝐾</p><p>), pede-se:</p><p>a) O desenho esquemático bem como o circuito</p><p>apresentando todas as informações relevantes.</p><p>b) Calcule a taxa de transferência de calor.</p><p>c) Dê as possibilidades para redução da taxa de</p><p>transferência de calor neste sistema:</p><p>3. Um tubo de aço (k=22 Btu/h.ft.°F) de 1/2" de espessura e 10" de diâmetro externo é utilizado para</p><p>conduzir ar aquecido. O tubo é isolado com 2 camadas de materiais isolantes : a primeira de isolante</p><p>de alta temperatura (k=0,051 Btu/h.ft.°F) com espessura de 1" e a segunda com isolante à base de</p><p>magnésia (k=0,032 Btu/h.ft.°F) também com espessura de 1". Sabendo que estando a temperatura da</p><p>superfície interna do tubo a 1000 °F a temperatura da superfície externa do segundo isolante fica em</p><p>32 °F, pede-se: a) Determine o fluxo de calor por unidade de comprimento do tubo b) Determine a</p><p>temperatura da interface entre os dois isolantes c) Compare os fluxos de calor se houver uma troca de</p><p>posicionamento dos dois isolantes</p><p>ENGENHARIA DE PRODUÇÃO FÊNOMENOS DE TRANSPORTE II</p><p>LISTA 2 – Tópicos 5_6 CIT0084-2024/1</p><p>Professora: Dra. Fernanda Dias Troysi</p><p>FACULDADE DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA</p><p>Curso de Engenharia de Produção</p><p>4. Um tanque de aço ( k = 40 Kcal/h.m.°C ), de formato esférico e raio interno de 0,5 m e espessura de 5</p><p>mm, é isolado com 1½" de lã de rocha ( k = 0,04 Kcal/h.m.°C ). A temperatura da face interna do</p><p>tanque é 220 °C e a da face externa do isolante é 30 °C. Após alguns anos de utilização, a lã de rocha</p><p>foi substituída por outro isolante, também de 1½" de espessura, tendo sido notado então um aumento</p><p>de 10% no calor perdido para o ambiente (mantiveram-se as demais condições). Determinar: a) fluxo</p><p>de calor pelo tanque isolado com lã de rocha; b) o coeficiente de condutividade térmica do novo</p><p>isolante; c) qual deveria ser a espessura (em polegadas) do novo isolante para que se tenha o mesmo</p><p>fluxo de calor que era trocado com a lã de rocha.</p><p>5. Uma barra cilíndrica de 5 cm de diâmetro e condutividade térmica de 280W/mK é utilizada para</p><p>aumentar a taxa de calor retirada de uma superfície mantida a 120°C, exposta a um ambiente a 15°C,</p><p>com o coeficiente convectivo igual a 25W/(m².K). Se a aleta tem 80% de eficiência, calcule o seu</p><p>comprimento, considerando a aleta muito longa.</p><p>6. Considere uma superfície quadrada, de lado l=25 cm, em contato com dois fluidos diferentes, como</p><p>mostrado na figura. O lado interno é aquecido pela passagem do fluido 1, com coeficiente convectivo</p><p>ℎ1 = 50𝑊/𝑚²𝐾, que mantém a superfície da placa a uma temperatura constante de 100°C. Pelo lado</p><p>externo, aletado, passa um fluido frio (fluido 2), a uma temperatura de 20°C, proporcionando um</p><p>coeficiente convectivo igual a ℎ2 = 10𝑊/𝑚²𝐾. Foram dispostas 16 aletas circulares, de 2 cm de</p><p>diâmetro e 17 cm de comprimento cada, igualmente distribuídas pela placa. As aletas, de cobre (k =</p><p>401 W/Mk), foram isoladas na ponta. Considerando que a temperatura externa da placa é igual à</p><p>temperatura de sua superfície interna, determine:</p><p>a) A taxa de calor dissipada por uma aleta;</p><p>b) A taxa de calor dissipada pelo conjunto superfície + aletas;</p><p>c) A temperatura do fluido quente, considerando que todo o calor fornecido pelo fluido quente seja</p><p>dissipado para o fluido frio.</p><p>FACULDADE DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA</p><p>Curso de Engenharia de Produção</p><p>7. Um dissipador de calor, consiste em uma placa plana de alumínio (k = 175 Kcal/h.m.°C) de resistência</p><p>térmica desprezível com aletas retangulares de 1,5mm de espessura e 12mm de altura, espaçadas entre</p><p>si de 12mm, ocupando toda a largura da placa. O lado com aletas esta em contato com ar a 40°C e</p><p>coeficiente de convecção de (h = 25 Kcal/h.m².°C). O lado sem aletas está fixado sobre uma superfície</p><p>a 150°C. Calcule por unidade de área da placa o fluxo de calor.</p><p>8. Determine o aumento do calor dissipado por unidade de tempo, que poderia ser obtido de uma placa</p><p>plana, usando-se por unidade de área 6400 aletas de alumínio (k = 178 Kcal/h.m.°C), tipo pino, de</p><p>5mm de diâmetro e 30 mm de altura. Sabe-se que na base da placa a temperatura é 300°C, enquanto</p><p>que o ambiente esta a 20°C com coeficiente de convecção de (h = 120 Kcal/h.m².°C)</p><p>FACULDADE DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA</p><p>Curso de Engenharia de Produção</p>