4a_LISTA_EXERCICIO

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4ª LISTA EXERCÍCIO 
Radiação/Mecanismos-Combinados
CAPÍTULO 1 – INCROPERA
Radiação: 24, 28, 31, 33
Respostas
24. q”verão=52,3 W/m²; q”inverno=119,4W/m²
28. a) q=18.405 W (área=2¶R.L=¶D.L) b) Custo total = $6.450
31. a) Pele = q rad + q conv= 0,223W (área=L²) b) Pele = 3,44W
33. TS = 373K (tentativa e erro) (área=6.L²)
1. Os gases quentes do interior de uma fornalha são separados do ar ambiente a 25ºC (h = 17,2 W/m.K ) por uma parede de tijolos de 15 cm de espessura. Os tijolos tem uma condutividade térmica de 1,0 W/m.K e uma emissividade de 0,8. No regime permanente mediu-se a temperatura da superfície externa da parede da fornalha como sendo 100ºC. Considerando que a fornalha está em um grande compartimento cuja temperatura da vizinhança é igual a temperatura ambiente, qual é a temperatura da superfície interna da parede da fornalha ? 
Resp: Ts,i=644,54K
2. Um reator de uma indústria trabalha à temperatura de 500ºC em um local onde a temperatura ambiente e da vizinhança é 27ºC e o coeficiente de película externo é 40 W/m².K. O reator foi construído de aço inoxidável (e = 0,06) com 2,0 m de diâmetro e 3,0 m de comprimento. Tendo em vista o alto fluxo de calor, deseja-se isola-lo com uma camada de lã de rocha (k = 0,05 W/m.K e ε = 0,75 ) para reduzir a transferência de calor a 20% da atual. Calcular:
a) a taxa de transferência de calor (radiação e convecção) antes do isolamento. Resp: q=505492,4W
b) a espessura de isolante a ser usada nas novas condições, sabendo que a temperatura externa do isolamento deve ser igual a 62ºC. Resp: espessura iso=0,0041m
3. Um amplo recinto de 34 m de comprimento é atravessado por uma tubulação de ferro fundido oxidado (ε= 0,71) de 95 cm de diâmetro externo. Considerando que a temperatura superficial do tubo é 680ºC e a temperatura das paredes do recinto é 80ºC. Determinar:
a) a perda de energia radiante para o recinto. Resp: q=3305947,71W
b) a redução da perda quando se utiliza um tubo de alumínio oxidado (ε= 0,08 ). Resp: redução média de 88%
4. Uma tubulação de 10 m atravessa uma grande sala conduzindo água a 95ºC, com coeficiente de película 20 W/m².K. O tubo de espessura 0,5m, de diâmetro externo 4m e resistência térmica desprezível, está isolado com lã de rocha (k = 0,035 W/m.K) de 2m de espessura. Sabendo-se que a temperatura da face externa do isolamento do tubo é 22º C , determinar :
a) a taxa de transferência de calor transferido através da tubulação. Resp: q=227,77W
b) a emissividade da superfície do isolamento, sabendo-se que a metade da taxa de transferência de calor transferido da tubulação para o ambiente se dá por radiação e que a temperatura da face interna das paredes da sala é 5ºC. Resp: ε=0,05