341352-Lista_de_Exercicio_06-09

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Lista de Exercicio_Transferencia de calor_ 06/09/13
Professor Fabricio.
1. a) Calcular a resistência térmica de condução de uma parede de alvenaria, de 2,5 por 3,0 m, cuja espessura é de 30 cm. A condutividade térmica da alvenaria é de 1,0 W/m.K. 
b) Qual a taxa de transferência de calor na parede do exemplo anterior, se for submetida a uma diferença de temperatura de 30 °C entre suas faces? 
2. a) A parede externa de uma casa é composta por uma camada de 20cm de espessura de tijolo comum e uma camada de 5cm de gesso. Qual a taxa de transferência de calor por unidade de área, se a face externa da parede se encontra à 35°C e a face interna à 20°C? Dados: ktijolo = 0,69 W/m.K; kgesso = 0,48 W/m.K.
b) No problema anterior, qual a espessura de isolamento de lã de rocha (k = 0,065W/m.K) que deve ser adicionada à parede, para se reduzir a transferência de calor em 80%? 
3. Uma parede composta constituída por 3 camadas diferentes, em perfeito contato térmico, está esquematizada no esboço abaixo. As superfícies externas, à esquerda e à direita, estão mantidas nas temperaturas indicadas na figura. Determine a taxa de transferência de calor por 1 metro quadrado através da parede composta, admitindo que o fluxo de calor seja unidimensional e usando o conceito de resistência térmica.
4. Um equipamento condicionador de ar deve manter uma sala, de 15 m de comprimento, 6 m de largura e 3 m de altura a 22 oC. As paredes da sala, de 25 cm de espessura, são feitas de tijolos com condutividade térmica de 0,14 Kcal/h.m.oC e a área das janelas são consideradas desprezíveis. A face externa das paredes pode estar até a 40 oC em um dia de verão. Desprezando a troca de calor pelo piso e teto, que estão bem isolados, pede-se o calor a ser extraído da sala pelo condicionador ( em HP ). Dado: 1HP = 641,2 Kcal/h.
5. Uma camada de material refratário ( k=1,5 kcal/h.m.oC ) de 50 mm de espessura está localizada entre duas chapas de aço ( k = 45 kcal/h.moC ) de 6,3 mm de espessura. As faces da camada refratária adjacentes às placas são rugosas de modo que apenas 30 % da área total está em contato com o aço.
Os espaços vazios são ocupados por ar ( k=0,013 kcal/h.m.oC ) e a espessura média da rugosidade de 0,8 mm. Considerando que as temperaturas das superfícies externas da placa de aço são 430 oC e 90 oC,
respectivamente; calcule o fluxo de calor que se estabelece na parede composta. OBS : Na rugosidade, o ar está parado (considerar apenas a condução); considere as áreas unitárias.
6. Uma parede de um forno é constituída de duas camadas : 0,20 m de tijolo refratário (k = 1,2 kcal/h.m.oC) e 0,13 m de tijolo isolante (k = 0,15 kcal/h.m.oC). A temperatura da superfície interna do
refratário é 1675 oC e a temperatura da superfície externa do isolante é 145 oC. Desprezando a resistência
térmica das juntas de argamassa, calcule :
a) o calor perdido por unidade de tempo e por m2 de parede;
b) a temperatura da interface refratário/isolante.