Transferencia de calor em regime estacionário - Incropera

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Uma janela dupla possui duas placas de vidro, com 7 mm de espessura cada uma. A janela separa o ar da sala a 20 0C do ar do ambiente externo a – 10 0C. O coeficiente convectivo associado à superfície interna (lado da sala) é 10 W/(m2 K).
Se o coeficiente convectivo associado ao ar externo (ambiente) é de he = 80 W/(m2 K), qual é a perda de calor através de uma janela que possua 0,8 m de altura por 0,5 m de largura? Despreze a radiação e suponha que o ar entre as placas de vidro encontra-se estagnado.
Calcule e represente graficamente o efeito de he na perda de calor para 10 ≤ he ≤ 100 W/(m2 K).. Repita os cálculos para uma janela tripla, na qual a terceira placa de vidro e a segunda camada de ar possuam as mesmas características das existentes na janela dupla.
A parede composta de um forno possui três materiais, dois dos quais com condutividade térmica, kA = 20 W/(m K) e kC = 50 W/(m K), e espessura LA = 0,30 m e LC = 0,15 m conhecidas. O terceiro material, B, que se encontra entre os materiais A e C, possui espessura LB = 0,15 m conhecida, mas a condutividade térmica kB é desconhecida.
Sob condições de operação em regime estacionário, medidas revelam uma temperatura na superfície externa do forno de Ts,o = 20 0C, uma temperatura na superfície interna de Ts,i = 600 0C e uma temperatura do ar no interior do forno de Tꚙ = 800 0C. O coeficiente convectivo interno h é conhecido, sendo igual a 25 W/(m2 K). Qual é o valor de kB?
Calcule o fluxo de calor na parede composta abaixo
Vapor d’água escoando em um longo tubo , com parede delgada , mantém a sua parede a uma temperatura uniforme de 500 K. O tubo é coberto por uma manta de isolamento composta pos dois materiais diferentes, A e B.
Pode-se supor que há, na interfase entre os dois materiais uma resistência de contato infinita. Toda a superfície externa está exposta ao ar, para o qual Tꚙ = 300 K e h = 25 W/(m2 K).
Esboce o circuito térmico do sistema.
Para condições especificadas, qual é a perda de calor total para o ambiente? Quais são as temperaturas da superfície externa Ts,2(A) e Ts,2(B).
Vapor d’água a uma temperatura de 250 0C escoa através de uma tubulação de aço (AISI 1010) com diâmetro interno de 60 mm e diâmetro externo de 75 mm. O coeficiente convectivo entre o vapor e a superfície interna da tubulação é de 500 W/(m2 K), enquanto aquele entre a superfície externa e a vizinhança é de 25 W/(m2 K). A emissividade da tubulação é de 0,8 e a temperatura do ar e da vizinhança é de 20 0C. Qual é a perda de calor por unidade de comprimento da tubulação?
A energia transferida da câmara anterior do olho através da córnea varia consideravelmente dependendo do uso ou não de uma lente de contato. Trate o olho como um sistema esférico e suponha o sistema em regime estacionário. O coeficiente convectivo he permanece inalterado com o sem a presença da lente de contato. A córnea e a lente cobrem um terço da área da superfície esférica.
Os valores dos parâmetros que representam essa situação são os seguintes:
	
	
Construa os circuitos térmicos para os sistemas com e sem lente de contato.
Determine a perda de calor da câmara anterior, com e sem a lente de contato
Um tanque de oxigênio líquido tem diâmetro de 1,20 m, um comprimento de 6 m e as extremidades hemisféricas. O ponto de ebulição do oxigênio é -182,8 oC. Procura-se um isolante térmico que reduza a taxa de evaporação em regime permanente a não mais que 10 Kg/h. O calor de vaporização do oxigênio é 51,82 Kcal/Kg. Sabendo que a temperatura ambiente varia entre 15 oC (inverno) e 40 oC (verão) e que a espessura do isolante não deve ultrapassar 75 mm, qual deverá ser a condutividade térmica do isolante ? ( Obs : não considerar as resistências devido à convecção ).
	
	
 
Dois tubos de ferro (K = 52 W/m°C) de 3 metros de comprimento, 0,4 cm de espessura e 10 cm de diâmetro que conduz vapor d’água estão conetados entre si por duas flanges de 1 cm de espessura cada, com um diâmetro exterior de 20 cm. O vapor flui no interior dos tubos a uma temperatura de 200 °C com um coeficiente de transferência de calor de 180 W/m2°C, no exterior a temperatura é de 12 °C e o coeficiente de transferência de calor é de 25 W/m2°C.
Se são desconsideradas as flanges, determine a temperatura média da superfície exterior do tubo.
Com essa temperatura para a basa da flange, e se for considerada as flanges como aletas, determine a eficiência da aleta e a taxa de transferência de calor desde ela.