VR de Transferência de Calor de 2013

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Verificação de Reposição: Transmissão de Calor – 2013/1 Turma A1. Data: 08/08/2013.
Sem consulta, sem calculadora e sem celular. Duração Prevista: 2 horas.
Só serão consideradas respostas devidamente justificadas e respondidas nesta folha.
Nome:
Questão 1 (5,0 pontos )
Considere uma aleta de pino (seção transversal circular) de diâmetro D e comprimento L. Calor
é fornecido nas duas extremidades da mesma a taxas conhecidas, dadas por Q˙0 (em x = 0) e Q˙L
(em x = L). Sabendo que a superfície curva troca calor por convecção natural com o fluido à
temperatura T∞, onde o número de Nusselt médio pode ser calculado pela seguinte correlação:
NuD = h¯ D
k
=
(
0.6 + 0.387Ra
1/6
D
(1+ (0.559/Pr)9/16)8/27
)
a. (1,0) Calcule o coeficiente de transferência de calor por convecção.
b. (2,0) Calcule a distribuição de temperatura na aleta.
c. (1,0) Calcule a taxa de transferência de calor entre a aleta e o fluido.
d. (1,0) Esboçe o perfil de temperatura na aleta.
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Verificação de Reposição: Transmissão de Calor – 2013/1 Turma A1. Data: 08/08/2013.
Sem consulta, sem calculadora e sem celular. Duração Prevista: 2 horas.
Só serão consideradas respostas devidamente justificadas e respondidas nesta folha.
Nome:
Questão 2 (5,0 pontos )
Considere o escoamento uniforme (u =U , constante) de um fluido transparente entre duas placas
planas espaçadas por uma distância H . As placas trocam calor por convecção com o fluido e
radiação entre estas (onde toda radiação que deixa uma placa é interceptada pela outra e vice-
versa). A superfície superior está à temperatura Ts e a inferior à temperatura Ti , e ambas são
difusas e cinzentas, e possuem emissividade total hemisférica conhecida, ². Analise o problema na
região longe da entrada do duto (termicamente desenvolvida), e responda às seguintes questões:
a. (1,0) Calcule o perfil local de temperatura no escoamento, T (x, y).
b. (1,0) Calcule a temperatura média de mistura, em função dos dados fornecidos acima.
c. (1,0) Calcule o número de Nusselt nas duas placas, baseados no diâmetro hidráulico (Nui =
hi Dh
/
k e Nus = hsDh
/
k).
d. (1,0) Calcule a taxa de transferência de calor por radiação entre as placas, indicando o sentido
da mesma.
e. (1,0) Calcule a taxa de transferência de calor total entre as placas.
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