Cálculo de Transferência de Calor

Prévia do material em texto

F. F de Transporte II 01: 1) m.k to T1 L:10m m 20°C H:3m Determinar a perdo de Pela la de Q : A AT A Q :-1,2 w -298, 15 4500 Q : 4500 J de 1 = 860 ma KW 32°C 32°c da 0,17 Q 0,075m Taxa de cabr removido do para manter aliments a 4°C Pela de Calor removido pelo ustema é a = - A AT loual a 118 w/, Q - 0,17 mk Q. 118.048 0,075m come acua and Q : 118 vapor 3) " rad Vapor condensa a 107°C vapor liq vap A evaporar a Q 17°C vapor U:1.100 F a area do que wapore a uma Taxa de 0,01 S Digitalizado com CamScannerRede e qual a Q regime permanente (sem de : : UA . a ? 9 de calor sem de Q: U.A.ST paredes externas de calor Q = (há de calor somente a vapor e as paredes do Q. T 1 Calor de Pela 13 Properries OF Liquid) = 2.257 KG do livro Principles Hear vap = entie KG Q = 2.315,5 0,01 23,155 KW os valores 2333 KJ e 2308 (T: KG KG S 23,155 103 w = 1.100 4) Considerações (x) 10 J (1) permanente TG:30°C 3m 30°C 013m 11111 médio de As: de de de calor depende do comprimento somente, dada a uso, 0 COEFICIENTE pode determinado pela definida, varrends de 0,3 = 0,3 3 he(x) dxdy= = 3 3 3 10 A A A A 8 9,1179 10.13114 w alrerado he : 9,179 10,131 K de carrada b) Taxa de 13.03 de calor Entre a placa e Peb de de Q: h As 10,13 30°C] 1.276,5 c) Fluxo de calor local a uma de 2m da borda A Q : hc(x) A Digitalizado com CamScanner816°C 5) placas 0 corpo emire a uma raxa 0 Fluxo de de calor por de transferência de calor por Pela de STEFan - das de 10.8 w ) σ : 5,670 [ 75,2 KW de de calor por da les de de hr.A. Newton. Q : hr A 9 : 15.206,098 AT 6) 0,7mm hr : 135,26 8 permanente a D de por TO interface) 110 a am do are 5,67 um corpo ar, liquida de de calor Toda a emitida pelo de por (lei de Bolrzmann de color por de de Newron) E σ As he. As (Ts Q conv Q As + As + he 2TTr (TS" Too") + he 3 L Digitalizado com CamScanner: + 20630,69 w + 9010 ] m m 65179, 885 m 7) TAS: 200°C KA : w B 3cm 60 6 A D cm 3cm kc : 40 Determine a Taxa de de calor da area do 20 3 e a ras complexas recime permanente de aproxima eneroia que qualquer plano em no as é ama do materiais son RB W RA 2 Rc TAS TDS TABC das TErmicas: pare de plana " L K.A AA 0,06 m 0,0794 0,06 RA : LA : 70 . m] 3 KA.AA m.k LB : 0,025m : 0, K KB.AB 60 [ 0,03 m 3 : 0,34723 K Rc : Lc : 0,025m 3 0,06m] mk Lo 0,04 m : 0,56 K 3 KD. AD 20 0,06m] m.k Calculo da + RB 0,231 3 0,139 RA + 0,139 + : 0,7738 J Digitalizado com CamScannerde color para a rede Generalizada: 193,85 3 0,7738 K a ras A das w pode obrida de calor especificada 1 Para obter TABC, Q. 01 pois Q como calor que material A Esso a pode considerands Ferra, 0 regime é permanente e de energia TAS TABC RA TAS - QKA.RA 473,15K - [ 0,0794 K ] 3 TABC 457,765K 184,6°C 2 A de TBCD de Forma TABC. Q TDS RD : TDS QKD. RD TBCD 323,15K 3 8). a unidade de area parede Informações: Q do luxo do T1 de calor que passa Problema do area do parede piecos 1 cm multidimensional de ob parede é de 25°C = Kmaderia : 0,15 permanente sem de eneroia = 43 W que percorre Toda de calor pela composta parede de resistência das paredes Assuminds que plam normal 00 eixo é a na direcoo Por que Rmod " " Rmad das Lmad = 0,05m " 0,335 K : Amad 0,995 Aparede place KA 5 Digitalizado com CamScannerm n n : 0,05m : = 0,2325 43 w 0,005A da 1 1 + => Req Aparede + Aparede =7 Aparede [ 0,2325 0,335 0,35 Aparede 0,137 Como a Aparede Teimica é da esta 1,285 Fluxo do de Taxa de de calor: : 0,137 AT AT A parede 0,2325 Aparede Aparede Q : 0,2325 Qp AT Q : Aparede 0.2325 298,15K 012325 w 0,137 2172, 02275 => de do ustema % F luxo no 100 : 59 % % / 02a75w 91 de 700 3 11 375 de lado : de mk condutividade Q ha = 7000 w leads 2) Ta 32°c (a) do °C (b) fluxo de color em w me : permonente non há de d de calor a + no ambiente + ra Transferência de Taxo de de calor, para ser no lei de de Newton para as Ts 6 Digitalizado com CamScanner=> Parede plana => : K.A T1 Rparede : 0,02m : K 375 w A RF2 A 3 Fluidos 1 = A 3 em : Rra : 1 : 4286 Rparede ha.A A 3 Pela AT Q : [ + ] A A DI A 5, 9 : -4 : - 305,15] K 5,665 K 3 105.902,13 Acora, as de w 105, pela lei de de Q : h As Para lado 1 : : hi As : - : me 2700 325, 9'3 Para lado : 52,8°C Tsa : As 9 ha 1 9 ) h2 : 105902,13 7000 W 7 Digitalizado com CamScanner101 medios de as por Lo 1,acm Problema 8,5 Tw. Two Consideracses : permanente (a) Desenhe nas R. Run Ro dos materiois Ti Two To Pela Tabela 1 - de alouns Kaluminis : 236 (b) Calcule as Porede L : 0,042 w K.A Rw. = m = 3,39 A = 0.20 3 : m A carv : A 3 A 1 9.091 : 3 A 0,118 1 A 3 A (c) Global de de calor UA 1 Req Ro + + 0,118 A A A A A 1,459 [ w A UA UA 1,459 1,459 A : 685 (considerando Taxa de de calor U por unidade w/, de Q : => => A 10. 0.66 1,459 A 3 sentido non Q : 22.6 9 : remain de calor A Digitalizado com CamScannerln 0,1516 : L 3 L(m) Req Rays : [6,407 3,269 1, 06765 ≈ 1,07 11 L de calor: Q: AT [150-16]K : 1.07 3 L 125 w L 3m vapor - de VSA! de 1,37 x105 N 137 KPa me de 1 amb Tubo Estime a Taxa de perda calor EXTEIM: 2,7cm m Tubo é diamerro : (b) uma camada de 5 cm de esolomento de 567 w 85% 0,027 : 0,18 0,021 m (a) AT VSA Tamb: 11 u) w da camada de de Peb 1 43 w 3m m.k Vapor Ts: 107°C Qualidade do Tabela 13 - II 2237 KSIKG entie M 3/KG valores 1.0132 N e 1,9854N REGIME m2 de calor por + = combinado me Rede : Tamb Ramb Rci Too das 1 072 Ramb. : 11 L 3 he Ao Cilindro ln : ln 0,027m : (m.k) 2TTL L 3 43 Rr. - : 0,18 A 3 2,728 L b Digitalizado com CamScanner0,027 ) k.m 3 0,06 : Ramb Ray Q. AT => [ => : 12,13 L Req + 3 L 9 12 w m 11 Taxa mássica do vapor : s = : 0,016 2237 a: = 10,249 - 0,016 0,916 ≈ com uso, a mudanca do vapor 0,249 de Vapor x105 N condensado a uma Taxa de 0,08 de oca de : 1,3cm 51cm e son Marerial a eer(c) de de calor Total com base do de Q AT : : Q : Q AAT 413,1 : 6,74 w IT m² Superficie cilindrica Qual F10 a do de borracha que a Taxa de perda calor de de 10 critics am que maxima Taxa de perda de calor= rc : 0,16 mo queremos a do de 10 F ( e = 0,016m - 0,0026m = 0,0147m m a e 0,0147 = 1,47 rc Digitalizado com CamScanner10 de a 100,7mm Isolamento com 38°c Externo a 112,7 mm a vap 500 = 5,035 cm de cada 0,1 esolamento de he 11 K VSA alra 43 315°C de = 38°C Re 14 Rmagis Ran Rvap W undemensal de um problema T2 TI ms Re : : 1 da no Ao external cilindro R: Rxi : ln do de T1 do : de Ta da do do remperatural do 85%) Ray : as Q fluxo de calor) L Rvap do vapor) Equaises hA de hrap de calor cada das 11 de pelo calor : AT : (T-T1) = hrap vap Rvap 500 15,035 L ma [102816,5 158,18 W m L d) pelo Tubo de : AT : 2TT 5 Rogs Qay= (TI-Ta) L m.k Digitalizado com CamScannerb) de de calor Substituindo :648 ra E (1) Q L U.A : U : A.OT Q 315,86 1 : m IT Total: : = = 1 U.A : 1 0,08 w (011796) L x13 3 m2 3 da pela do 0,08 = 4% (4) 2 ln 11,43 = 1,13 E L . 11,43 : 0,95 K 2 TT L L da pelos : 0.95 = 85% 1,13 ln 5,635 5,035 : L do cans de : 0,000416 (2) 1 500 , 6,322 x10-3 de calor pels vapor 0,3% (1) 2 Q: UAAT linear de Q w K Q : 316 W L Digitalizado com CamScannerpelo aera (T2-T3) A de entie as pris 6 Q. (1) : 0,1 w mk 21 2399, 121 L : 0,628 (3) L ln 5,635 4) Q : 132,274 (4) 41 L : Q : (5) REGIME : 0,076 Quap : Qay : : : QE L L L L L L 132,274 em L m 3) de calor por 102816, - : AT : ho T2 : - (6) Re Equaçón (6) em (3) QE L : (38°-21°) : 0,628 - 42,84 L ln : L 3 Q = - 357,84) L Substiruindo (7) em (6) ( : : -132,274 com a (1) 01 628 357,84) = 132,274 Pelo 102816,5 648°C pela (4) - 132,274 Q/L do de : 224,72 11,93 5,635 5,8 cm 1 (1) e (6) de = = : 1174,90 14 (7) 16 1174,96 Digitalizado com CamScannerJanela de nesse há em as assim como Junto a uso, ocorre de calor por pelo Jo para a janela a de e duplo, as de color assim como pelas imperficies paralelas do vidio Como rede Geral o painel duplo a em camada por uma conducion am duas de a e as do painel duplo podends le uma no 12) a Taxa de perda de e no há corrente de or parads entre as que propor- 7.5cm asm somente Multidemensional 15cm 0 natural, 85% as parado 0 que 202 com Vapor a 150°C the 110 interior do Tubo que A. parado a 16°c the 30 exterior Q or Tubo de Pela Tabela 0,06 W DX Kay 43 w 85% Pela rabela 2 Calculo das DEXT : 16,56 r TS = cm Too Roo = ln = 1 = [ Km] (30 TT L Rs : 1,24 L u) : ( 0,1656 ) : [ 0,06 (m) Digitalizado com CamScannerRc. : (m.k) L Req (em + Ramb: 3,8278 3 Com a L color em do comprimento Q : AT : L 3 Q L m Considerando um de 3m de Q : 22,467 67,4 w/, do vapor = massa de vapor Total Descobrir a Taxa mássica do vapor no : = = 10,021 = 4vs 0,299 (x vapor de vapor condensado em uma de 3m do i a Taxa de de calor pela enralpia de do vapor Q me = 9 2337 0,0288 ≈ hFg com uso, dado por : massa massa que Total - 0,0288 : 0,864 = 86 0,249 a qualidade inicial do vapor de 989; um de (b) Tubo isolado com 85% Ramb Rri Calculo das de Ramb. : 1 : 0,2278 k.m 11 10,1m + 0,027m) L 3 com esolamento Digitalizado com CamScannerK. : + E + 0,51 + 2 2 Do + E + -0,013m : 0.51 + 0,013 - 0,013m 0.355m 2 2 [a 0,281m] 3 " 0,355m. [110°c 111 (b) as imperficies e do material eer pela de de calor como rais do Q: = Tsi - 1 Tsi calculando ri : 2 Do + E : = 2 ri = + : Tsi Ts, = 110°C + 0,268m) 0.46 0,268m Tsi : pode eer calculada pela de de como bau 0 rais maior dentro do TSE : AT : - Tse 10 " Do + + EM 10-12 2 Do + 2 57°C (0,368m GIT 0.46 mk Digitalizado com CamScannera parede calor a w isolado - 12 : 90° da Calcule a máxima do a de de dr d d + d dT \ dx dx dy dy de de Considerando que Fluxo ae calor x Imaior area e 0 permanente => de => quando = dx2 ha perda dx kd dx dx quando x L, - he dx calor por ) dx as de em (1) = CI (1) n = CI Inreciando dx : + CI n 21 dr + (3) 05 valores de caem Substituendo (1) CC (3) : 2K + T. - he + ] + Too : he C2 Too ] - Temperatura máxima (quands 2k de calor) Too = ca he : Too 1 1/nc : [ he + ] Too : 500 0,075m 2. 12 401,59K [ + ] Too he Digitalizado com CamScanner181 L 96 : 96 Taxa de na local de de mm de calor 26 w Tara de de calor : de de a quida de a parrir da de paia a calor em = 1 d dT dr 1 r dr 1 dr T + ra Ger K A de Temperatura ocorre somente em do rao, de uma unidimensional qara em dr r dr dT ecer : há 90 em => de calor, apenas r d dr dT 91 [ em ) 1 Temperaruia da Y d dr dr : dr dT ) : K em a dT dr ) dr = dr r dr ) K + 91r3 dr : - + + a (1) a 1: dr 2K dr 0 = CI r : - 9114 dr dr : - + dr 2K dT : [ ] dr 19 Digitalizado com CamScannerdr : [ air + 9113 ]dr Considerando a de no centro e na T: - 9112 + 91r4 + C2 perfice do = 4K To - Ts 91 [ - r2 To 4K [ 4102 01 - 4K a + C2 Ts , 91 4K 104 - r:ro T: 4K [ 104 - Ts = 91 [ rox - ] + C2 =V & 16K Ts = ib Pela de de energia, a Taxa arbi [ 4 - ] + 1 de de color no centro do cilindro dwe Ts = 91 4K [ us loual a Taxa de de calor Com de calor 8 = 5,024x10 8 bnoo A = L [ - dr alendro 26 de A = 91 4102 ] 566, 1°C 11. de calor 10 = qi [ - ] : 91.102 4 4 10 = 4 57x106 9 = x108 Digitalizado com CamScanner