Lista 8_Fenômenos

Prévia do material em texto

Escola Politécnica de Pernambuco 
 Fenômenos de transporte – 2014.2 
 Profa. Natalia R. Melo 
 
 Oitava lista de problemas 
 
Questão 1: O vidro traseiro de um automóvel é desembaçado pela passagem de ar 
quente sobre sua superfície interna. Se o ar quente está em T1=40⁰C e o coeficiente de 
transferência de calor por convecção correspondente é de h1=30 W/m
2
K. Quais são as 
temperaturas das superfícies interna e externa do vidro, que tem 4 mm de espessura, se a 
temperatura do ar ambiente for T2=-10⁰C e o coeficiente convectivo associado for 
h2=65W/m
2
K? 
Questão 2: A sensação de calafrio que é experimentada em dias frios com ventos, está 
relacionada ao aumento da transferência de calor da pele humana exposta para a 
atmosfera ao redor. Considere uma camada de tecido gorduroso que possua 3 mm de 
espessura e cuja superfície interna seja mantida a uma temperatura de 36⁰C. Em um dia 
calmo, o coeficiente de transferência de calor por convecção na superfície externa é 25 
W/m2K, mas com ventos de 30 km/h ele chega a 65 W/m
2
K. Em ambos os casos, a 
temperatura do ar ambiente é de -15⁰C. 
a) Qual a razão entre as perdas de calor, por unidade de área de pele, em um dia 
calmo e um dia de vento? 
b) Qual será a temperatura da superfície externa da pele em um dia calmo? E em 
um dia de vento? 
c) Qual a temperatura que o ar deveria ter no dia calmo para causar a mesma perda 
de calor que ocorre em dias de vento? 
Questão 3: Uma janela dupla possui duas placas de vidro, com 7 mm de espessura cada 
uma, que confinam uma camada de ar com 7mm de espessura. A janela separa o ar da 
sala a 20⁰C do ar do ambiente externo a -10⁰C. O coeficiente convectivo associado à 
superfície interna é de 10 W/m
2
K. Se o coeficiente convectivo associado ao ar externo é 
de he=80 W/m
2
K, qual é a perda de calor através de uma janela que possua 0,8 m de 
altura e 0,5 m de largura? Despreze a radiação e suponha que ar entre as placas de vidro 
encontra-se estagnado. 
Questão 4: Considere uma parede composta que inclui um painel lateral em madeira 
dura com 8mm de espessura; travessas de suporte em madeira dura com dimensões de 
40 mm por 130mm, afastadas 0,65m de distância (centro a centro) e com espaço livre 
preenchido com isolamento à base de fibra de vidro(revestida de papel, 28Kg/m3) e 
uma camada de 12 mm de painéis de gesso. Qual é a resistência térmica associada a 
uma parede com 2,5 m de altura e 6,5 m de largura (possuindo 10 travessas de suporte 
cada uma com 2,5 m de altura)? 
 
 
 
 
 
Questão 5: Vapor d’agua escoando em um longo tubo, com parede delgada, mantém a 
sua parede a uma temperatura uniforme de 500K. O tubo é coberto por uma manta de 
isolamento composta por dois materiais diferentes A e B. Pode-se supor que há na 
interface entre os dois materiais, uma resistência de contato infinita. Toda a superfície 
externa está exposta ao ar, para o qual 𝑇∞= 300K e h= 25 W/m
2
K. 
a) Esboce o circuito térmico do sistema. Identifique todos os nós e resistências 
pertinentes. 
b) Para as condições especificadas, qual é a perda de calor total para o ambiente? 
Quais são as temperaturas na superfície externa TS2(A) e TS2(B)? 
 
 
 
Lateral de madeira 
Travessas de suporte 
Isolante 
Painel de gesso